В баллоне объёмом 2 м³ содержится 2 кг молекулярного азота при давлении 100 кПа. Какую температуру имеет этот газ по шкале Цельсия? Ответ округлите до целых чисел.

Физика 11 класс Газовые законы физика 11 класс газовые законы температура газа молекулярный азот давление и объем уравнение состояния идеального газа Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое записывается в следующем виде:

P * V = n * R * T

где:

• P - давление газа (в паскалях)
• V - объём газа (в кубических метрах)
• n - количество вещества (в молях)
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура газа (в Кельвинах)

Сначала нам нужно найти количество вещества (n) молекулярного азота (N2). Для этого мы используем формулу:

n = m / M

где:

• m - масса газа (в килограммах)
• M - молярная масса газа (молярная масса N2 составляет примерно 28 г/моль, или 0.028 кг/моль)

Теперь подставим значения:

m = 2 кг

M = 0.028 кг/моль

Находим количество вещества:

n = 2 / 0.028 ≈ 71.43 моль

Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа. Сначала преобразуем давление из кПа в Па:

P = 100 кПа = 100000 Па

Теперь подставим все известные значения в уравнение:

100000 * 2 = 71.43 * 8.31 * T

Упрощаем уравнение:

200000 = 71.43 * 8.31 * T

Теперь найдем произведение 71.43 и 8.31:

71.43 * 8.31 ≈ 593.93

Теперь у нас есть уравнение:

200000 = 593.93 * T

Находим температуру:

T = 200000 / 593.93 ≈ 336.5 К

Теперь преобразуем температуру из Кельвинов в градусы Цельсия, используя формулу:

Т(°C) = T(K) - 273.15

Подставляем значение:

T(°C) = 336.5 - 273.15 ≈ 63.35

Округляем до целых чисел:

T(°C) ≈ 63°С

Таким образом, температура газа составляет примерно 63°С.