В баллоне объёмом 8,31 л находится 0,3 кг углекислого газа, а давление в баллоне составляет 3 МПа. При какой температуре возможен риск взрыва? (М = 44 г/моль).

Физика 9 класс Газовые законы объем баллона углекислый газ давление температура риск взрыва физика 9 класс газовые законы молярная масса уравнение состояния газа Новый

Для решения данной задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое записывается в следующем виде:

PV = nRT

Где:

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

Теперь, чтобы найти температуру, нам нужно выразить её из уравнения:

T = PV / (nR)

Сначала преобразуем данные, чтобы подставить их в уравнение:

1. Давление P = 3 МПа = 3 * 10^6 Па.
2. Объём V = 8,31 л = 8,31 * 10^-3 м³.
3. Теперь найдем количество вещества n. Мы знаем, что:
• Молярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль = 0,044 кг/моль.
4. Количество вещества n можно найти по формуле:
n = m / M, где m - масса, M - молярная масса.
• m = 0,3 кг, M = 0,044 кг/моль.
• Подставляем значения: n = 0,3 / 0,044 ≈ 6,82 моль.

Теперь подставим все значения в уравнение для температуры:

T = (3 * 10^6 Па) * (8,31 * 10^-3 м³) / (6,82 моль * 8,31 Дж/(моль·К))

Упрощаем выражение:

T = (3 * 10^6 * 8,31 * 10^-3) / (6,82 * 8,31)

Сокращаем 8,31:

T = (3 * 10^6 * 10^-3) / 6,82

T = 3000 / 6,82 ≈ 439,5 К

Таким образом, риск взрыва возможен при температуре примерно 439,5 К. Это значение соответствует высокой температуре, что указывает на необходимость осторожности при работе с газами под высоким давлением.