Яка концентрація молекул кисню у балоні об ємом 60,2 л, де кисень має масу

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся следующие данные:

- Молярная масса кислорода (\(O_2\)) - 32 г/моль.
- Объем баллона - 60,2 л (или 60200 мл).

Теперь мы можем приступить к решению задачи. Для начала, нам необходимо выразить массу кислорода через его молярную массу и количество вещества. Формула, связывающая эти величины, следующая:

\[ m = n \cdot M \]

где:
- \( m \) - масса
- \( n \) - количество вещества
- \( M \) - молярная масса

Молярная масса кислорода равна 32 г/моль, и мы знаем, что количество вещества связано с объемом газа через уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где:
- \( P \) - давление газа
- \( V \) - объем газа
- \( n \) - количество вещества
- \( R \) - универсальная газовая постоянная
- \( T \) - температура газа

Поскольку задача не предоставляет информацию о давлении и температуре, мы можем предположить, что эти параметры остаются неизменными. Таким образом, отношение количества вещества к объему будет постоянным:

\[ \frac{n_1}{V_1} = \frac{n_2}{V_2} \]

где индексы \(1\) и \(2\) обозначают исходные и конечные значения соответственно.

Мы знаем, что объем исходного баллона равен 60,2 л, а объем конечного состояния равен \(V_2\) (количество кислорода не меняется). Подставляя значения в уравнение, получаем:

\[ \frac{n_1}{60.2} = \frac{n_2}{V_2} \]

Теперь мы можем выразить количество вещества \(n_2\) через известные значения.

Мы знаем, что масса \( m_2 \) конечного состояния будет также связана с количеством вещества \( n_2 \) и его молярной массой \( M \):

\[ m_2 = n_2 \cdot M \]

Теперь, когда у нас есть уравнение для \( n_2 \), мы можем найти массу кислорода в баллоне:

\[ m_2 = \frac{n_1 \cdot M \cdot V_2}{60.2} \]

Таким образом, концентрация молекул кислорода в баллоне будет равна массе кислорода, деленной на его молярную массу \( M \), а затем умноженной на Авогадро число (\(6.022 \times 10^{23}\)):

\[ Концентрация = \frac{m_2}{M} \cdot 6.022 \times 10^{23} \]

Подставляя выражение для \( m_2 \), получаем итоговую формулу:

\[ Концентрация = \frac{n_1 \cdot M \cdot V_2}{60.2 \cdot M} \cdot 6.022 \times 10^{23} \]

Теперь мы можем решить задачу, подставив известные значения. Точные численные значения можно получить, заменив \( n_1 \), \( V_2 \) и \( M \) на соответствующие численные значения:

\[ Концентрация = \frac{n_1 \cdot M \cdot V_2}{60.2 \cdot M} \cdot 6.022 \times 10^{23} \]

После замены получим итоговое значение концентрации молекул кислорода в баллоне.