В сосуде находится газ с давлением 150 кПа и температурой 273°С. Какое количество молекул газа содержится в одном объеме сосуда при данных условиях?

Физика 11 класс Газовые законы газ давление температура количество молекул сосуд физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое имеет вид:

PV = nRT

где:

• P - давление газа (в Паскалях),
• V - объем газа (в кубических метрах),
• n - количество молей газа,
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)),
• T - температура газа (в Кельвинах).

Сначала нам нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого используем следующую формулу:

T(K) = T(°C) + 273.15

Подставляем значение температуры:

T = 273 + 273.15 = 546.15 K

Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа. Для этого нам нужно выразить количество молей n:

n = PV / RT

Теперь подставим значения:

• P = 150 кПа = 150000 Па (так как 1 кПа = 1000 Па),
• R = 8.31 Дж/(моль·К),
• T = 546.15 K.

Теперь можем подставить все эти значения в формулу:

n = (150000 * V) / (8.31 * 546.15)

Теперь, чтобы найти количество молекул, нам нужно использовать число Авогадро, которое равно примерно 6.022 × 10²³ молекул/моль.

Количество молекул можно найти по формуле:

N = n * Na

где N - количество молекул, n - количество молей, Na - число Авогадро.

Теперь подставим значение n в эту формулу:

N = [(150000 * V) / (8.31 * 546.15)] * 6.022 × 10²³

Обратите внимание, что V - это объем сосуда, который мы не знаем. Однако, если мы хотим найти количество молекул в 1 м³ газа, мы можем подставить V = 1 м³:

N = [(150000 * 1) / (8.31 * 546.15)] * 6.022 × 10²³

Теперь можем вычислить:

N ≈ 1.03 × 10²⁴ молекул

Таким образом, в одном объеме сосуда при данных условиях содержится примерно 1.03 × 10²⁴ молекул газа.