Баллон вместимостью 3 л содержит азот (N2). При температуре газа 127 °С в баллоне установилось давление 300 кПа. Определите: количество вещества газа в баллоне; массу газа; концентрацию молекул
от

1 Ответ

Дано:
Объем баллона (V) = 3 л = 0.003 м³,
Температура газа (T) = 127 °C = 400 K,
Давление газа (P) = 300 кПа = 300000 Па,
Молярная масса азота (M) = 28.02 г/моль.

Найти:
1. Количество вещества газа в баллоне.
2. Массу газа.
3. Концентрацию молекул.

Решение:
1. Начнем с расчета количества вещества газа, используя уравнение состояния идеального газа:
   n = PV / RT,
   где n - количество вещества, P - давление, V - объем, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

   Подставим известные значения:
   n = (300000 Па * 0.003 м³) / (8.314 Дж/(моль·K) * 400 K),
   n ≈ 0.27 моль.

2. Рассчитаем массу газа, зная его количество вещества:
   m = n * M,
   где m - масса, M - молярная масса.

   Подставим значения:
   m ≈ 0.27 моль * 28.02 г/моль,
   m ≈ 7.56 г.

3. Найдем концентрацию молекул, разделив количество вещества на объем:
   C = n / V,
   C ≈ 0.27 моль / 0.003 м³,
   C ≈ 90 моль/м³.

Ответ:
1. Количество вещества газа в баллоне ≈ 0.27 моль.
2. Масса газа ≈ 7.56 г.
3. Концентрация молекул ≈ 90 моль/м³, или при пересчете ≈ 5.41 * 10^23 молекул/м³.
от