В баллоне объемом 11 л находится 3 г гелия при температуре 20⁰С. Каково давление газа в баллоне?

Физика 10 класс Газовые законы давление газа объем баллона гелий температура газа физика газа уравнение состояния закон Бойля газовые законы Идеальный газ расчет давления Новый

Для того чтобы найти давление газа в баллоне, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое записывается в следующем виде:

PV = nRT

Где:

• P - давление газа (в атмосферах или Паскалях);
• V - объем газа (в литрах или кубических метрах);
• n - количество вещества (в молях);
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К) или 0.0821 л·атм/(моль·К));
• T - температура в Кельвинах (К).

Теперь давайте разберем шаги решения:

1. Переведем температуру в Кельвины:
   Температура в Кельвинах равна температуре в градусах Цельсия плюс 273.15.
   T = 20 + 273.15 = 293.15 K.
2. Найдем количество вещества (n) гелия:
   Для этого нужно использовать формулу:
   n = m / M, где m - масса газа, а M - молярная масса.
   Молярная масса гелия (He) составляет примерно 4 г/моль.
   n = 3 г / 4 г/моль = 0.75 моль.
3. Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:
   Объем V = 11 л = 0.011 м³ (если используем SI единицы, но можем оставить в литрах, если используем R = 0.0821 л·атм/(моль·К)).
   Используем R = 0.0821 л·атм/(моль·К).
4. Теперь подставим все известные значения в уравнение:
   P * V = n * R * T
   P * 11 = 0.75 * 0.0821 * 293.15.
5. Решим уравнение для P:
   P = (0.75 * 0.0821 * 293.15) / 11.

Теперь давайте посчитаем:

P = (0.75 * 0.0821 * 293.15) / 11 ≈ 1.5 атм.

Ответ: Давление газа в баллоне составляет примерно 1.5 атмосферы.