Какова масса азота в баллоне емкостью 20 л, если давление составляет 5 МПа, а температура равна 280 К?

>

Физика 10 класс Температура, давление и энергия масса азота баллон емкостью 20 л давление 5 МПа температура 280 К физика 10 класс класс Новый

Для того чтобы найти массу азота в баллоне, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

Где:

• P - давление газа (в Паскалях)
• V - объем газа (в кубических метрах)
• n - количество вещества газа (в молях)
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура (в Кельвинах)

Для начала, нам нужно преобразовать объем из литров в кубические метры, так как 1 м³ = 1000 л:

20 л = 20 / 1000 = 0.02 м³

Теперь подставим известные значения в уравнение:

• P = 5 МПа = 5 * 10^6 Па
• V = 0.02 м³
• T = 280 К
• R = 8.31 Дж/(моль·К)

Теперь подставим все эти значения в уравнение:

5 * 10^6 * 0.02 = n * 8.31 * 280

Теперь решим это уравнение для нахождения n:

100000 = n * 2328.8

Теперь делим обе стороны на 2328.8:

n = 100000 / 2328.8 ≈ 42.9 моль

Теперь, чтобы найти массу азота, нам нужно знать молярную массу азота (N2), которая составляет около 28 г/моль. Переведем это значение в килограммы:

28 г/моль = 0.028 кг/моль

Теперь можем найти массу:

m = n * M

m = 42.9 моль * 0.028 кг/моль ≈ 1.20 кг

Таким образом, масса азота в баллоне составляет примерно 1.20 кг.