Какова масса воздуха, необходимая для заполнения камеры в шине автомобиля с объемом 12 л, если она накачивается при температуре 27°С до давления 2,2·10^5 Па?

Физика 11 класс Газовые законы масса воздуха объем шины давление температура физика 11 класс газовые законы Идеальный газ расчет массы шина автомобиля Новый

Чтобы найти массу воздуха, необходимую для заполнения камеры в шине автомобиля, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

Где:

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

Теперь следуем шагам:

1. Переведем объем из литров в кубические метры:

Объем V = 12 л = 12 / 1000 = 0,012 м³.

2. Переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:

T = 27°C + 273,15 = 300,15 K.

3. Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:

Мы знаем P = 2,2·10^5 Па, V = 0,012 м³, R = 8,31 Дж/(моль·К), T = 300,15 K.

Теперь подставим эти значения в уравнение:

2,2·10^5 * 0,012 = n * 8,31 * 300,15.

4. Решим уравнение для n:

n = (2,2·10^5 * 0,012) / (8,31 * 300,15).

Теперь вычислим n:

n ≈ (2640) / (2497,49) ≈ 1,06 моль.

5. Теперь найдем массу воздуха:

Для этого используем молярную массу воздуха, которая составляет примерно 29 г/моль.

Масса m = n * M, где M — молярная масса воздуха.

m = 1,06 моль * 29 г/моль = 30,74 г.

Переведем массу в килограммы: 30,74 г = 0,03074 кг.

Ответ: Масса воздуха, необходимая для заполнения камеры в шине автомобиля, составляет примерно 0,03074 кг.