Дано:
V₁ = 13,65 л = 0,01365 м³ (объем кислорода при температуре 0 °C и давлении 100 кПа)
V₂ = 40 л = 0,04 м³ (объем кислорода при температуре 103 °C)
T₁ = 273 K (температура 0 °C в Кельвинах)
T₂ = 103 + 273 = 376 K (температура 103 °C в Кельвинах)
P₀ = 1,01 * 10^5 Па (давление при нормальных условиях)
M = 32 г/моль = 0,032 кг/моль (молярная масса кислорода)
Найти: P₂ (давление), m (масса газа)
Решение:
Используем уравнение состояния для идеального газа: P₁ * V₁ / T₁ = P₂ * V₂ / T₂
Отсюда находим P₂:
P₂ = T₂ * P₀ * V₁ / (T₁ * V₂)
P₂ = 376 K * 1.01 * 10^5 Па * 0.01365 м³ / (273 K * 0.04 м³)
P₂ ≈ 47 кПа
Теперь используем уравнение Менделеева-Клапейрона для нахождения массы:
m = P₂ * V₂ * M / (R * T₂)
m = 47 * 10^3 Па * 40 * 10^-3 м³ * 32 * 10^-3 кг/моль / (8,31 Дж/(моль*К) * 376 K)
m ≈ 19,25 г
Ответ: Давление, создаваемое кислородом при объеме 40 л и температуре 103 °C, примерно равно 47 кПа, а его масса примерно равна 19,25 г.