Определите концентрацию молекул идеального газа, который занимает объем 30 литров. Ответ представьте в виде x.y×10z

Для решения задачи нам понадобится использовать идеальный газовый закон, который гласит:

\[PV = nRT\]

Где:
- P - давление газа
- V - объем газа
- n - количество вещества (в молях)
- R - универсальная газовая постоянная
- T - температура в кельвинах

Мы знаем, что объем газа равен 30 литрам. Нам нужно определить концентрацию молекул (n/V) в единицах \(м^{-3}\). Для этого нам нужно найти количество вещества (n).

Для начала переведём объем газа в \(м^{3}\), так как газовая постоянная R используется в этой системе единиц:

\[V = 30 \, л = 0.03 \, м^{3}\]

Теперь мы можем решить уравнение и найти количество вещества (n):

\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Универсальная газовая постоянная R равна \(8.314 \, Дж/(моль \cdot К)\) (это значение нам известно). Постоянная Авогадро \(N_A = 6.02 \times 10^{23} \, моль^{-1}\).

Раскроем формулу:

\[n = \frac{{P \cdot V}}{{R \cdot T}} = \frac{{P \cdot 0.03}}{{8.314 \cdot T}}\]

Для нашего ответа нам понадобятся две значащие цифры x и y, поэтому округлим наше выражение до двух значащих цифр после запятой:

\[n \approx \frac{{P \cdot 0.03}}{{8.314 \cdot T}} \approx \frac{{P}}{{278 \cdot T}}\]

Теперь уже можем записать ответ в требуемом формате x.y × 10^z моль/м^3.

Ответ: концентрация молекул идеального газа, занимающего объем 30 литров, составляет x.y × 10^z моль/м^3, где значения x, y и z могут быть рассчитаны по формуле \( \frac{{P}}{{278 \cdot T}} \) в соответствии с условиями задачи.