Как можно вычислить объем газа при давлении 2 атм, температуре 20°С и универсальной газовой постоянной R равной 8,31 Дж/моль·К?

Физика Университет Газовые законы Объём газа давление 2 атм температура 20°C газовая постоянная R вычисление объёма газа Новый

Для вычисления объема газа при заданных условиях, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

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 газа (в кельвинах)

Теперь давайте разберем шаги для решения задачи:

1. Переведем давление в паскали:

   1 атмосфера равна 101325 паскалей. Поэтому:

   P = 2 атм * 101325 Па/атм = 202650 Па

2. Переведем температуру в кельвины:

   Температуру в градусах Цельсия можно перевести в кельвины, добавив 273.15:

   T = 20°С + 273.15 = 293.15 K

3. Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:

   Теперь мы можем подставить значения P, R и T в уравнение:

   PV = nRT

   Если мы хотим найти объем V, то уравнение можно переписать как:

   V = nRT / P

4. Определим количество вещества n:

   Если количество вещества не указано, например, пусть n = 1 моль (это можно изменить в зависимости от условий задачи).

5. Подставим все значения в уравнение:

   V = (1 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 293.15 K) / 202650 Па

   Теперь вычислим:

   V = (2438.11515 Дж) / 202650 Па ≈ 0.01204 м³

Ответ: Объем газа при давлении 2 атм и температуре 20°С составляет примерно 0.01204 м³ (или 12.04 литра, если перевести в литры, учитывая, что 1 м³ = 1000 литров).