Какой объём газа при нормальных условиях, если его давление 200 кПа, температура 7°C, а объём 2 л?

Физика 11 класс Газовые законы Объём газа нормальные условия давление 200 кПа температура 7°C объем 2 л Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Сначала нам нужно привести все данные к нормальным условиям. Нормальные условия (н.у.) обычно принимаются как давление 101.3 кПа и температура 0°C.

Шаг 1: Приведение температуры к Кельвинам

• Температура в Кельвинах (T) = температура в градусах Цельсия + 273.15
• T = 7 + 273.15 = 280.15 K

Шаг 2: Применение уравнения состояния идеального газа

Уравнение состояния идеального газа выглядит так:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2

где:

• P1, V1, T1 – начальное давление, объём и температура газа;
• P2, V2, T2 – конечное давление, объём и температура газа при нормальных условиях.

Шаг 3: Подстановка известных значений

• P1 = 200 кПа
• V1 = 2 л
• T1 = 280.15 K
• P2 = 101.3 кПа
• T2 = 273.15 K

Шаг 4: Преобразование уравнения для нахождения V2

Мы можем выразить V2 из уравнения:

V2 = V1 * (P1 / P2) * (T2 / T1)

Шаг 5: Подстановка значений в формулу

• V2 = 2 л * (200 кПа / 101.3 кПа) * (273.15 K / 280.15 K)

Шаг 6: Вычисления

• Сначала вычислим (200 / 101.3) ≈ 1.975.
• Теперь вычислим (273.15 / 280.15) ≈ 0.974.
• Теперь подставим: V2 ≈ 2 л * 1.975 * 0.974 ≈ 3.86 л.

Ответ: Объём газа при нормальных условиях составляет примерно 3.86 литра.