дано:
- предельное среднесуточное содержание озона: c_ozone = 0,030 мг/м³ = 0,000030 г/м³
- размеры комнаты: длина = 3,0 м, ширина = 2,8 м, высота = 2,6 м
найти:
1. объём комнаты (V_room)
2. максимальная масса озона (m_max_ozone)
3. максимальный объём озона при нормальных условиях (V_max_ozone)
решение:
1. Сначала найдем объём комнаты:
V_room = длина * ширина * высота = 3,0 м * 2,8 м * 2,6 м = 21,84 м³.
2. Теперь рассчитаем максимальную массу озона, которая может содержаться в воздухе этой комнаты:
m_max_ozone = c_ozone * V_room = 0,000030 г/м³ * 21,84 м³ = 0,0006552 г = 0,6552 мг.
3. Найдем молекулярную массу озона (O3):
M_O3 = 3 * M_O = 3 * 16 г/моль = 48 г/моль = 0,048 кг/моль.
Теперь определим химическое количество озона:
n_ozone = m_max_ozone / M_O3 = 0,0006552 г / 48 г/моль ≈ 0,00001365 моль.
Для расчета максимального объема озона при нормальных условиях используем уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT.
При н. у. (P = 101325 Па, T = 273,15 K) R = 8,314 Дж/(моль·К).
Объём озона:
V_max_ozone = n_ozone * R * T / P.
Подставим значения:
V_max_ozone = 0,00001365 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * 273,15 K / 101325 Па.
Вычислим:
V_max_ozone ≈ 0,00001365 * 8,314 * 273,15 / 101325 ≈ 0,000329 м³ = 0,329 л.
ответ:
Максимальный объём озона, который может содержаться в воздухе комнаты с заданными размерами, составляет примерно 0,329 литра.