Какова концентрация атомов в газе лампы, если она составляет 8*10^25 м^3, а температура газа равна 54°C? Какое давление газа в лампе можно определить?

Физика 11 класс Газовые законы концентрация атомов газ лампы давление газа температура газа 8*10^25 м^3 физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа, которое выражается формулой:

P * V = n * R * T

Где:

• P - давление газа (Па)
• V - объем газа (м³)
• n - количество вещества газа (моль)
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура газа (К)

1. Сначала преобразуем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

T = 54°C + 273.15 = 327.15 K

2. Теперь нам нужно найти количество вещества газа (n). Мы можем использовать концентрацию атомов. Концентрация атомов (n) в газе равна:

n = N / V

Где:

• N - общее количество атомов в газе
• V - объем газа

3. Если у нас есть концентрация атомов, то мы можем выразить количество вещества через количество атомов:

N = n * N_a

Где:

• N_a - число Авогадро (приблизительно 6.022 * 10^23 атомов/моль)

4. Теперь, подставив это в уравнение, мы можем выразить давление:

P = (n * R * T) / V

5. Подставим выражение для n:

P = (N / N_a * R * T) / V

6. Теперь подставим известные значения:

• N = 8 * 10^25 атомов
• V = 1 м³ (для простоты, если объем не указан, можно взять 1 м³)
• R = 8.31 Дж/(моль·К)
• T = 327.15 K
• N_a = 6.022 * 10^23 атомов/моль

7. Теперь подставим все известные значения в формулу для давления:

P = ((8 * 10^25 / (6.022 * 10^23)) * 8.31 * 327.15) / 1

8. Рассчитаем количество вещества:

N / N_a = 8 * 10^25 / 6.022 * 10^23 ≈ 132.47 моль

9. Подставим это значение в формулу для давления:

P ≈ 132.47 * 8.31 * 327.15

10. Рассчитаем давление:

P ≈ 132.47 * 8.31 * 327.15 ≈ 3.53 * 10^5 Па

Таким образом, давление газа в лампе составляет примерно 3.53 * 10^5 Па.