Какой объем займёт 200 г углекислого газа при температуре -3 градуса Цельсия и нормальном атмосферном давлении?

Физика 11 класс Газовые законы объем углекислого газа 200 г углекислого газа температура -3 градуса нормальное атмосферное давление физика 11 класс Новый

Чтобы определить объем углекислого газа (CO2) при заданных условиях, мы можем воспользоваться уравнением 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 давайте разберем шаги для решения задачи:

1. Переведем массу углекислого газа в молекулы:

Сначала нам нужно узнать, сколько моль углекислого газа содержится в 200 г. Для этого используем молярную массу CO2, которая составляет примерно 44 г/моль.

Количество вещества (n) можно найти по формуле:

n = m / M

где m - масса, M - молярная масса.

Подставляем значения:

n = 200 г / 44 г/моль ≈ 4.545 моль
2. Переведем температуру в кельвины:

Температура в кельвинах (T) вычисляется по формуле:

T = t + 273.15

где t - температура в градусах Цельсия.

Подставляем значение:

T = -3 + 273.15 = 270.15 K
3. Используем нормальное атмосферное давление:

Нормальное атмосферное давление (P) составляет 101325 Па.

4. Подставляем все значения в уравнение состояния идеального газа:

Теперь мы можем подставить все известные значения в уравнение PV = nRT:

V = nRT / P

Подставляем значения:

V = (4.545 моль) * (8.31 Дж/(моль·К)) * (270.15 K) / (101325 Па)
5. Выполним вычисления:

Сначала вычисляем числитель:

4.545 * 8.31 * 270.15 ≈ 10653.9

Теперь делим на давление:

V ≈ 10653.9 / 101325 ≈ 0.105 м³
6. Переведем объем в литры:

1 м³ = 1000 литров, поэтому:

V ≈ 0.105 м³ * 1000 ≈ 105 литров

Ответ: Объем углекислого газа при температуре -3 градуса Цельсия и нормальном атмосферном давлении составит примерно 105 литров.