В баллоне объемом 10 л находится смесь азота и углекислого газа. Давление смеси составляет 5 атм, а температура 300 К. Мольная доля CO2 в смеси - 40%. Какое количество углекислого газа содержится в баллоне?

Физика 9 класс Газовые законы физика 9 класс задача по физике Объём газа давление газа мольная доля углекислый газ азот Идеальный газ расчет количества газа температура газа Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа и некоторые основные понятия из химии.

Шаг 1: Определим общее количество вещества в газе.

Сначала мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

P * V = n * R * T

где:

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

Сначала преобразуем давление из атмосфер в паскали:

1 атм = 101325 Па, значит 5 атм = 5 * 101325 = 506625 Па.

Объем в литрах нужно перевести в кубические метры:

10 л = 10 / 1000 = 0.01 м³.

Теперь подставим известные значения в уравнение:

506625 Па * 0.01 м³ = n * 8.31 Дж/(моль·К) * 300 К.

Теперь решим уравнение для n:

5066.25 = n * 2493.

n = 5066.25 / 2493 ≈ 2.03 моль.

Шаг 2: Найдем количество углекислого газа.

Теперь, зная общее количество вещества в смеси, мы можем найти количество углекислого газа (CO2). Мы знаем, что мольная доля CO2 в смеси составляет 40%. Это означает, что 40% от общего количества вещества - это CO2.

Количество моль CO2 можно найти следующим образом:

n(CO2) = 0.4 * n(общ.) = 0.4 * 2.03 ≈ 0.812 моль.

Шаг 3: Найдем массу углекислого газа.

Теперь мы можем найти массу углекислого газа, используя его молярную массу. Молярная масса CO2 составляет примерно 44 г/моль.

Масса углекислого газа:

m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0.812 моль * 44 г/моль ≈ 35.688 г.

Ответ: В баллоне содержится примерно 35.7 граммов углекислого газа.