В сосуде объемом 20 л находится азот при температуре 15 градусов под давлением 60 кПа. Какова масса кислорода, которую нужно добавить, чтобы давление в сосуде стало 100 кПа?
Физика 6 класс Газовые законы физика 6 класс газовые законы давление газа закон Бойля-Мариотта Идеальный газ расчет массы газа давление и объем температура газа азот кислород объем сосуда изменение давления задачи по физике Новый
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Начнем с того, что мы имеем азот в сосуде, и нам нужно рассчитать, сколько кислорода нам нужно добавить, чтобы увеличить давление до 100 кПа.
Шаг 1: Переведем все данные в удобные единицы.
Шаг 2: Найдем количество молей азота в сосуде.
Используем уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где:
Подставим известные значения для азота:
60000 * 0.02 = n * 8.31 * 288
n = (60000 * 0.02) / (8.31 * 288)
n ≈ 0.5 моль (посчитаем это значение)
Шаг 3: Найдем общее количество молей газа, необходимое для достижения давления 100 кПа.
Теперь мы можем использовать то же уравнение, но с конечным давлением:
100000 * 0.02 = n_total * 8.31 * 288
n_total = (100000 * 0.02) / (8.31 * 288)
n_total ≈ 0.84 моль (посчитаем это значение)
Шаг 4: Найдем, сколько молей кислорода нужно добавить.
Количество молей кислорода (O2), которое нужно добавить:
n_O2 = n_total - n_N2
n_O2 = 0.84 - 0.5 = 0.34 моль
Шаг 5: Найдем массу кислорода.
Молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль. Теперь можем найти массу:
m_O2 = n_O2 * M_O2
m_O2 = 0.34 моль * 32 г/моль = 10.88 г
Ответ: Чтобы давление в сосуде стало 100 кПа, нужно добавить примерно 10.88 граммов кислорода.