В баллоне объемом 25,6 литров содержится 1,04 кг азота под давлением 3,55 МПа. Как можно определить температуру этого газа?

Физика 11 класс Газовые законы температура газа закон Бойля уравнение состояния идеального газа давление газа Объём газа азот физика 11 класс термодинамика газовые законы Новый

Для определения температуры газа в баллоне можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое имеет следующий вид:

PV = nRT

Где:

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

Теперь давайте разберем шаги, необходимые для нахождения температуры:

1. Переведите все данные в нужные единицы:
   • Объем: 25,6 литров = 25,6 / 1000 = 0,0256 м³;
   • Давление: 3,55 МПа = 3,55 * 10^6 Па;
2. Определите количество вещества газа (n):
   • Для расчета количества вещества используем формулу: n = m / M, где m - масса газа, а M - молярная масса газа.
   • Молярная масса азота (N2) составляет примерно 28 г/моль, что равно 0,028 кг/моль.
   • Теперь подставим значения: n = 1,04 кг / 0,028 кг/моль ≈ 37,14 моль.
3. Подставьте все известные значения в уравнение состояния идеального газа:
   • PV = nRT
   • 3,55 * 10^6 Па * 0,0256 м³ = 37,14 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * T
4. Решите уравнение для T:
   • Сначала вычисляем левую часть: 3,55 * 10^6 * 0,0256 = 90880 Дж.
   • Теперь у нас есть: 90880 = 37,14 * 8,31 * T.
   • Вычисляем правую часть: 37,14 * 8,31 ≈ 308,82.
   • Теперь подставляем в уравнение: 90880 = 308,82 * T.
   • Отсюда T = 90880 / 308,82 ≈ 294,4 K.

Таким образом, температура газа в баллоне составляет примерно 294,4 K.