Дано:
Давление (P) = 100 кПа = 100000 Па
Средняя квадратичная скорость движения молекул (v) = 1 км/с = 1000 м/с
Объем баллона (V) = 1 литр = 0.001 м^3
Найти:
Массу и плотность кислорода в баллоне
Решение с расчетом:
1. Найдем массу кислорода в баллоне, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Перепишем уравнение, чтобы выразить количество вещества:
n = PV / RT.
2. Рассчитаем количество вещества:
n = (100000 Па * 0.001 м^3) / (8,31 Дж/(моль*К) * 293 К) ≈ 4,25 моль.
3. Найдем массу кислорода:
m = nM,
где M - молярная масса кислорода (около 32 г/моль).
m = 4,25 моль * 32 г/моль = 136 г.
4. Рассчитаем плотность кислорода:
Плотность (ρ) = m/V,
ρ = 136 г / 0,001 м^3 = 136000 г/м^3 = 1,36 кг/л.
Ответ:
Масса кислорода в баллоне при давлении 100 кПа составляет около 136 г, а его плотность равна примерно 1,36 кг/л.