Какой газ имеет плотность 0,162 кг/м3 при давлении 10 в 5 степени Па и температуре 27 градусов по Цельсию?

Физика 10 класс Газовые законы плотность газа газ 0,162 кг/м3 давление 10^5 Па температура 27°C физика газа расчет плотности газа свойства газов Идеальный газ уравнение состояния термодинамика Новый

Чтобы определить, какой газ имеет заданные параметры, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое записывается в следующем виде:

PV = nRT

Где:

• P - давление (Па)
• V - объем (м³)
• n - количество вещества (моль)
• R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К))
• T - температура (К)

Для начала, нам нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

T(K) = T(°C) + 273.15

В нашем случае:

T = 27 + 273.15 = 300.15 K

Теперь мы знаем, что давление P = 10^5 Па и температура T = 300.15 K. Далее, чтобы использовать уравнение состояния, нам нужно выразить количество вещества n через плотность газа.

Плотность (ρ) газа определяется как:

ρ = m/V

Где m - масса газа. Если мы выразим массу через количество вещества, то:

m = n * M

Где M - молярная масса газа (кг/моль). Подставим это в формулу для плотности:

ρ = n * M / V

Теперь подставим n из уравнения состояния:

n = PV / RT

Подставляем в уравнение для плотности:

ρ = (PV / RT) * M / V

Упрощаем:

ρ = PM / RT

Теперь мы можем выразить молярную массу M:

M = ρRT / P

Подставим известные значения:

• ρ = 0.162 кг/м³
• R = 8.31 Дж/(моль·К)
• T = 300.15 K
• P = 10^5 Па

Теперь подставим эти значения в формулу:

M = (0.162 kg/m³ * 8.31 J/(mole·K) * 300.15 K) / (10^5 Pa)

После вычислений получаем:

M ≈ 0.04094 kg/mol

Теперь мы можем определить, к какому газу соответствует эта молярная масса. Молярная масса 0.04094 кг/моль примерно соответствует молекуле водорода (H2), которая имеет молярную массу около 0.002 kg/mol. Однако, в нашем случае это может также соответствовать другим легким газам, таким как гелий или неон.

В результате, газ с плотностью 0,162 кг/м³ при давлении 10^5 Па и температуре 27 градусов Цельсия может быть гелием или другим легким газом. Однако, наиболее вероятный вариант - это гелий.