Какое давление оказывает углекислый газ при температуре 300 К, если его плотность в этих условиях равна 4,91 кг/м³?

Физика 11 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа давление углекислого газа температура 300 К плотность 4,91 кг/м³ физика 11 класс расчет давления газа Новый

Чтобы найти давление углекислого газа (CO2) при заданной температуре и плотности, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

P = (ρ * R * T) / M

Где:

• P - давление (Па)
• ρ - плотность газа (кг/м³)
• R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
• T - температура (К)
• M - молярная масса газа (кг/моль)

Теперь давайте разберем шаги для решения задачи:

1. Определим молярную массу углекислого газа (CO2):
• Углерод (C) имеет атомную массу примерно 12 г/моль.
• Кислород (O) имеет атомную массу примерно 16 г/моль.
• Так как в одной молекуле CO2 содержится один атом углерода и два атома кислорода, молярная масса CO2 будет:
• M = 12 + 2 * 16 = 12 + 32 = 44 г/моль = 0.044 кг/моль.
2. Подставим известные значения в уравнение:
• ρ = 4.91 кг/м³
• T = 300 K
• R = 8.314 Дж/(моль·К)
• M = 0.044 кг/моль
3. Теперь подставим эти значения в формулу:

P = (4.91 * 8.314 * 300) / 0.044

4. Выполним расчеты:
• Сначала вычислим числитель: 4.91 * 8.314 * 300 = 12293.7 Дж/(моль·К).
• Теперь разделим на молярную массу: P = 12293.7 / 0.044 = 279,800.0 Па.
5. Переведем давление в более привычные единицы:
• 1 МПа = 1,000,000 Па.
• P = 279,800.0 Па = 0.2798 МПа.

Таким образом, давление углекислого газа при температуре 300 K и плотности 4.91 кг/м³ составляет примерно 0.28 МПа.