Дано:
- Объем воздуха V = 116 м3
- Объемная доля азота в воздухе (фракция) = 78,0% = 0,78
- Условия нормального состояния (н. у.): температура = 0 °C, давление = 101325 Па
- Молярная масса азота (N2) = 28 г/моль = 0,028 кг/моль
- Газовая постоянная R = 8,314 Дж/(моль·К)
Найти:
- Массу азота m(N2), содержащегося в воздухе объемом 116 м3.
Решение:
1. Рассчитаем количество молей воздуха n(воздух), используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P = 101325 Па, V = 116 м3, T = 273 К.
n(воздух) = PV / RT
n(воздух) = (101325 Па * 116 м3) / (8,314 Дж/(моль·К) * 273 K)
n(воздух) = 5,163 моль (приблизительно)
2. Теперь найдем количество молей азота n(N2) в воздухе:
n(N2) = n(воздух) * объемная доля азота
n(N2) = 5,163 моль * 0,78
n(N2) = 4,032 моль (приблизительно)
3. Рассчитаем массу азота m(N2):
m(N2) = n(N2) * M(N2)
m(N2) = 4,032 моль * 0,028 кг/моль
m(N2) = 0,113 мкг (приблизительно)
Ответ:
Масса азота, содержащегося в воздухе объемом 116 м3, составляет примерно 0,113 кг.