В сосуде объёмом 3 м3 находится газ массой 4 кг при температуре –219 °С. Давление в сосуде 150 кПа. а) Чему равна плотность газа? б) Чему равна среднеквадратичная скорость молекул газа? в) Какой это может быть газ?
от

1 Ответ

Дано:  
V = 3 м³  
m = 4 кг  
T = -219 °C = 54 K  
P = 150 кПа  

а) Найти плотность газа:  
Решение:  
Для идеального газа, плотность (ρ) вычисляется по формуле:  
ρ = m / V  
Подставим значения:  
ρ = 4 / 3 = 1.33 кг/м³  

Ответ:  
а) ρ = 1.33 кг/м³  

б) Найти среднеквадратичную скорость молекул газа:  
Решение:  
Среднеквадратичная скорость (v) молекул газа вычисляется по формуле:  
v = sqrt(3kT / m)  
где k - постоянная Больцмана (k = 1.38 x 10^-23 Дж/К)  
Подставим значения:  
v = sqrt(3 * 1.38 * 10^-23 * 54 / 4)  
v = sqrt(2.484 * 10^-21)  
v ≈ 4.98 * 10^-11 м/с  

Ответ:  
б) v ≈ 4.98 * 10^-11 м/с  

в) Определить, какой это может быть газ:  
Анализируя данные, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:  
PV = nRT  
где R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))  
n = m / M  
где M - молярная масса газа  

Для заданного объема газа:  
V = nRT / P  
n = mRT / PM  
V = mRT / PM  
M = mRT / PV  

Подставляем известные значения:  
M = 4 * 8.31 * 54 / 150 * 10^3  
M ≈ 0.012 моль  

Так как полученное значение ≈ 0.012 моль, это может быть газ - водород (H₂).

Ответ:  
в) Может быть газ - водород (H₂)
от