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.