Чтобы найти массу углекислого газа в стальном баллоне, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

P * V = n * R * T

Где:

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

Шаги решения:

1. Переведем температуру в Кельвины:

Температура в Кельвинах равна температуре в градусах Цельсия плюс 273.15:

T = 15 + 273.15 = 288.15 K.

2. Подставим известные значения в уравнение состояния:

Мы знаем:

• P = 5 * 10^6 Па,
• V = 0.04 м³,
• R = 8.31 Дж/(моль·К),
• T = 288.15 K.

Теперь подставим эти значения в уравнение:

5 * 10^6 * 0.04 = n * 8.31 * 288.15.

3. Решим уравнение для n:

Сначала вычислим левую часть:

5 * 10^6 * 0.04 = 200000.

Теперь подставим это значение:

200000 = n * 8.31 * 288.15.

Теперь найдем n:

n = 200000 / (8.31 * 288.15).

n ≈ 200000 / 2390.78 ≈ 83.55 моль.

4. Теперь найдем массу углекислого газа:

Молярная масса углекислого газа (CO2) составляет примерно 44 г/моль. Чтобы найти массу, используем формулу:

m = n * M,

где M - молярная масса (в кг/моль).

Сначала переведем молярную массу в килограммы:

M = 44 г/моль = 0.044 кг/моль.

Теперь подставим значения:

m = 83.55 моль * 0.044 кг/моль ≈ 3.68 кг.

Ответ: Масса углекислого газа в стальном баллоне составляет примерно 3.68 кг.