Какой объём займёт 20 г жидкого кислорода О2 при нормальных условиях (273 К, 101,3 кПа), учитывая молярную массу газа

Хорошо, чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать идеальный газовый закон. Идеальный газовый закон говорит нам, что объем газа пропорционален количеству вещества газа и обратно пропорционален давлению и температуре. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

\[PV = nRT\]

Где:
P - давление газа
V - объем газа
n - количество вещества газа (в молях)
R - универсальная газовая постоянная (равна примерно 8,314 Дж/(моль·К))
T - температура газа (в Кельвинах)

Нам дано количество вещества газа (20 г О2), молярная масса газа (32 г/моль) и нормальные условия (273 К, 101,3 кПа). Мы можем использовать эти данные, чтобы определить количество вещества газа, и затем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти объем газа.

1. Найдем количество вещества газа (n):
Для этого нам нужно разделить массу газа на его молярную массу.

Молярная масса \(M = 32 \: \text{г/моль}\)
Масса газа \(m = 20 \: \text{г}\)

\[n = \frac{m}{M} = \frac{20 \: \text{г}}{32 \: \text{г/моль}}\]

2. Рассчитаем объем газа (V):
Теперь, когда у нас есть количество вещества газа, мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы рассчитать объем газа.

Давление (P): 101,3 кПа
Температура (T): 273 К
Универсальная газовая постоянная (R): 8,314 Дж/(моль·К)

\[PV = nRT\]
\[V = \frac{nRT}{P}\]

Подставим значения в формулу:

\[V = \frac {\left(\frac{20 \: \text{г}}{32 \: \text{г/моль}}\right) \cdot (8,314 \: \text{Дж/(моль·К)}) \cdot (273 \: \text{К})}{101,3 \: \text{кПа}}\]

Теперь можем рассчитать объем газа:

\[V = \frac{(0,625 \: \text{моль}) \cdot (8,314 \: \text{Дж/(моль·К)}) \cdot (273 \: \text{К})}{101,3 \: \text{кПа}}\]

\[V \approx 11,17 \: \text{л}\]

Таким образом, при нормальных условиях, объем, занимаемый 20 г жидкого кислорода (О2), составляет примерно 11,17 л.