Какой объем занимает 3,6 кг гелия при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 градусов Цельсия?

Чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться идеальным газовым законом, который гласит: \(PV = nRT\), где:
- \(P\) представляет собой давление газа,
- \(V\) - объем газа,
- \(n\) - количество вещества газа,
- \(R\) - универсальная газовая постоянная и
- \(T\) - температура газа в абсолютной шкале (Кельвин).

Мы можем использовать данную формулу, чтобы найти объем гелия при нормальном атмосферном давлении и заданной температуре. Давление обычно равно 1 атмосфере (101325 Па), а температура нужно представить в Кельвинах.

Начнем с преобразования заданных условий:
1 атмосфера = 101325 Па
Температура в Кельвинах = 20 °C + 273,15 = 293,15 K

Теперь мы можем подставить эти значения в формулу и решить задачу. При условии, что мы знаем количество вещества гелия, мы можем решить уравнение относительно объема.

Подставим в формулу следующие значения:
- \(P =\) 101325 Па,
- \(n =\) ? (количество вещества гелия),
- \(R =\) 8,314 Дж/(моль·К),
- \(T =\) 293,15 K.

Это дает нам следующую формулу: \(101325 \cdot V = n \cdot 8,314 \cdot 293,15\).

Мы знаем, что молярная масса гелия равна примерно 4 г/моль. Теперь мы можем найти количество вещества гелия, разделив массу на молярную массу:

\[
n = \frac{{3,6 \, \text{кг}}}{{4 \, \text{г/моль}}} = \frac{{3600 \, \text{г}}}{{4 \, \text{г/моль}}} = 900 \, \text{моль}
\]

Теперь, чтобы найти объем, мы можем подставить известные значения в формулу и решить ее относительно \(V\):

\[
101325 \cdot V = 900 \cdot 8,314 \cdot 293,15
\]

Можем выразить \(V\):

\[
V = \frac{{900 \cdot 8,314 \cdot 293,15}}{{101325}} \approx 22,4 \, \text{м}^3
\]

Таким образом, объем, занимаемый 3,6 кг гелия при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 градусов Цельсия, равен примерно 22,4 м³.