Какова температура газообразного гелия в сосуде, если известно, что его масса составляет 4 грамма, объем равен 22.4 × 10^-3 м³, а давление гелия равно 100000 Па?

Физика 11 класс Газовые законы температура гелия газообразный гелий масса гелия объем гелия давление гелия физика 11 класс уравнение состояния газа закон Бойля Идеальный газ термодинамика Новый

Для того чтобы найти температуру газообразного гелия в сосуде, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

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)

Теперь, чтобы найти температуру, нам нужно выразить T из этого уравнения:

T = PV / (nR)

Теперь мы должны найти количество вещества (n) гелия. Для этого воспользуемся формулой:

n = m / M

Где:

• m - масса газа (кг)
• M - молярная масса гелия (г/моль), которая равна 4 г/моль или 0.004 кг/моль.

Теперь подставим известные значения:

• m = 4 г = 0.004 кг
• M = 0.004 кг/моль

Теперь найдем n:

n = 0.004 кг / 0.004 кг/моль = 1 моль

Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу для температуры:

• P = 100000 Па
• V = 22.4 × 10^-3 м³ = 0.0224 м³
• n = 1 моль
• R = 8.31 Дж/(моль·К)

Теперь подставим эти значения в уравнение для T:

T = (100000 Па * 0.0224 м³) / (1 моль * 8.31 Дж/(моль·К))

Теперь посчитаем числитель:

100000 * 0.0224 = 2240

И теперь посчитаем знаменатель:

1 * 8.31 = 8.31

Теперь подставим эти значения в формулу для температуры:

T = 2240 / 8.31 ≈ 269.4 K

Таким образом, температура газообразного гелия в сосуде составляет примерно 269.4 K.