Какой будет объем кислорода при температуре 150 градусов Цельсия и давлении 0,3 МПа, если при стандартных условиях

Тема вопроса: Расчет объема газа при различных условиях

Разъяснение: Для решения данной задачи посмотрим на закон Бойля-Мариотта, который устанавливает зависимость между объемом, давлением и температурой идеального газа. Формула закона Бойля-Мариотта выглядит следующим образом:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2

Где P1 и V1 - давление и объем газа при первых условиях (стандартные условия), T1 - температура в Кельвинах при первых условиях, P2 и V2 - давление и объем газа при вторых условиях, T2 - температура в Кельвинах при вторых условиях.

Для начала, переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Формула для перевода:

Т (в Кельвинах) = Т (в градусах Цельсия) + 273.

Таким образом, при температуре 150 градусов Цельсия мы получим:

Т = 150 + 273 = 423 К.

Далее, заменим все известные значения в формуле закона Бойля-Мариотта:

0,3 * V1 / 298 = 4 / 423,

где V1 - объем газа при температуре 150 градусов Цельсия и давлении 0,3 МПа.

Теперь, умножим обе части уравнения на 423 и разделим на 298:

0,3 * V1 * 423 / 298 = 4.

Из этого уравнения выразим V1:

V1 = 4 * 298 / (0,3 * 423) = 11,12 м³.

Таким образом, объем кислорода при заданных условиях будет равен 11,12 м³.

Демонстрация:
Ученику нужно найти объем кислорода при температуре 150 градусов Цельсия и давлении 0,3 МПа, если при стандартных условиях его объем равен 4 м кубическим. Для этого используйте формулу закона Бойля-Мариотта:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2.

Подставьте известные значения:

0,3 * V1 / 298 = 4 / 423.

Решите уравнение относительно неизвестного объема газа V1:

V1 = 4 * 298 / (0,3 * 423) = 11,12 м³.

Таким образом, объем кислорода при заданных условиях будет равен 11,12 м³.

Совет:
При решении задач данного типа всегда обратите внимание на единицы измерения. Если они отличаются от стандартных (градусы Цельсия, миллипаскали), сначала выполните необходимые преобразования (перевод в Кельвины, паскали), прежде чем использовать формулу закона Бойля-Мариотта.

Задача на проверку:
При температуре 200 градусов Цельсия и давлении 0,4 МПа, объем кислорода составляет 5 м³. Найдите объем кислорода при стандартных условиях.