В баллоне находится 1 кг азота при температуре 17°C и давлении 5 МПа. Какой объем имеет баллон? Молярная масса азота равна 28 г/моль, а универсальная газовая постоянная составляет R = 8,31 Дж/К*моль.

Физика 11 класс Газовые законы объем баллона азот температура давление молярная масса универсальная газовая постоянная физика 11 класс Новый

Чтобы найти объем баллона, в котором находится азот, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где:

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

Теперь давайте разберем шаги решения:

1. Переведем температуру в кельвины:

Температура в кельвинах рассчитывается по формуле:

T(K) = T(°C) + 273.15

Подставим значение:

T = 17 + 273.15 = 290.15 K

2. Рассчитаем количество вещества (n) в молях:

Мы знаем, что молярная масса азота составляет 28 г/моль. Поскольку у нас 1 кг азота, переведем это значение в граммы:

1 кг = 1000 г

Теперь найдем количество вещества:

n = масса / молярная масса = 1000 г / 28 г/моль ≈ 35.71 моль

3. Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:

Давление P = 5 МПа = 5 * 10^6 Па

Теперь подставим все известные значения в уравнение PV = nRT:

5 * 10^6 * V = 35.71 * 8.31 * 290.15

4. Рассчитаем правую часть уравнения:

35.71 * 8.31 * 290.15 ≈ 86763.55 Дж

5. Решим уравнение относительно V:

V = 86763.55 / (5 * 10^6)

V ≈ 0.0175 м³

6. Переведем объем в литры:

1 м³ = 1000 литров, следовательно:

V ≈ 0.0175 * 1000 ≈ 17.5 литров

Ответ: Объем баллона составляет примерно 17.5 литров.