Сколько молекул газа находится в морозильнике с размерами 0,5 м × 0,6 м × 0,7 м при давлении 0,19 МПа и температуре −16 °С?

Физика 10 класс Газовые законы молекулы газа морозильник размеры давление температура физика 10 класс Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое записывается в следующем виде:

P * V = n * R * T

где:

• P — давление газа (в паскалях),
• V — объем газа (в кубических метрах),
• n — количество вещества газа (в молях),
• R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
• T — температура газа (в кельвинах).

Теперь давайте найдем объем газа в морозильнике:

• Длина = 0,5 м
• Ширина = 0,6 м
• Высота = 0,7 м

Объем V можно найти по формуле:

V = длина × ширина × высота

Подставляем значения:

V = 0,5 м × 0,6 м × 0,7 м = 0,21 м³

Теперь найдем температуру в кельвинах:

T = -16 °C + 273,15 = 257,15 K

Теперь подставим все известные значения в уравнение состояния идеального газа:

• P = 0,19 МПа = 0,19 × 10^6 Па = 190000 Па
• V = 0,21 м³
• R = 8,314 Дж/(моль·К)
• T = 257,15 K

Теперь подставим эти значения в уравнение:

190000 Па × 0,21 м³ = n × 8,314 Дж/(моль·К) × 257,15 K

Решим это уравнение для n:

n = (190000 × 0,21) / (8,314 × 257,15)

Теперь вычислим числитель и знаменатель:

• Числитель: 190000 × 0,21 = 39900
• Знаменатель: 8,314 × 257,15 ≈ 2136,5

Теперь найдем количество молей:

n ≈ 39900 / 2136,5 ≈ 18,67 моль

Теперь, чтобы найти количество молекул, воспользуемся числом Авогадро, которое равно примерно 6,022 × 10^23 молекул/моль:

Количество молекул = n × число Авогадро

Количество молекул ≈ 18,67 моль × 6,022 × 10^23 молекул/моль

Теперь давайте произведем это умножение:

Количество молекул ≈ 1,12 × 10^25 молекул

Таким образом, в морозильнике находится примерно 1,12 × 10^25 молекул газа.