Какой объём баллона с пропаном (C2H7), если в нём содержится 5 кг газа, давление составляет 8,31 МПа, а температура равна 37 °С? Запишите решение задачи с краткими пояснениями.

Физика 10 класс Газовые законы объем баллона пропан давление температура физика газовые законы решение задачи молярная масса уравнение состояния газа Идеальный газ Новый

Для решения задачи о нахождении объёма баллона с пропаном (C3H8, а не C2H7) при заданных условиях, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где:

• P - давление газа (в паскалях),
• V - объём газа (в кубических метрах),
• n - количество вещества газа (в молях),
• R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К)),
• T - температура газа (в кельвинах).

Шаги решения:

1. Переведём массу газа в количество вещества (моли). Для этого используем молярную массу пропана (C3H8). Она равна:
• Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль,
• Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль.

Таким образом, молярная масса пропана:

• 3*12 + 8*1 = 36 + 8 = 44 г/моль.

Теперь переведём массу в моли:

• 5 кг = 5000 г,
• n = 5000 г / 44 г/моль ≈ 113,64 моль.
2. Переведём температуру в кельвины. Температура в кельвинах равна:
• T = 37 °C + 273,15 = 310,15 K.
3. Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа. Давление необходимо также перевести в паскали:
• 8,31 МПа = 8,31 * 10^6 Па.
4. Подставляем значения в уравнение:

PV = nRT

V = nRT / P

V = (113,64 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * 310,15 K) / (8,31 * 10^6 Па)

5. Теперь вычислим объём:
• V ≈ (113,64 * 8,31 * 310,15) / (8,31 * 10^6) ≈ 0,0044 м³.

Ответ: Объём баллона с пропаном составляет примерно 0,0044 м³, или 4,4 литра.