Какая масса азота была выпущена из объема 8,3 л, находящегося при температуре 7 °С, если давление азота упало со

Содержание: Газовые законы и расчеты

Объяснение: В этой задаче мы должны найти массу азота, который был выпущен из определенного объема при изменении давления и температуры. Для решения этой задачи мы можем использовать закон Бойля-Мариотта и идеальный газовый закон.

Закон Бойля-Мариотта утверждает, что при постоянной температуре количество газа обратно пропорционально давлению. Мы можем записать это как P1V1 = P2V2, где P1 и V1 - исходное давление и объем, а P2 и V2 - конечное давление и объем.

Идеальный газовый закон гласит, что PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная и T - температура (в кельвинах).

Первым делом нужно убедиться, что все единицы измерения согласованы. Для этого нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины, добавив 273: T = 7 °C + 273 = 280K.

Затем мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, чтобы найти новый объем V2: P1V1 = P2V2. Подставляем известные значения: 150 кПа * 8,3 л = 100 кПа * V2. Решим это уравнение и найдем V2.

После этого мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти количество вещества (n), используя формулу PV = nRT и известные значения P2, V2 и T.

Наконец, чтобы найти массу азота, мы можем использовать молярную массу азота (28 • 10 в минус третьей степени кг/моль) и количество вещества (n), используя формулу массы = молярная масса * количество вещества.

Доп. материал:
Исходные значения задачи:
P1 = 150 кПа
V1 = 8,3 л
P2 = 100 кПа
T = 7 °C

Первым делом переведем температуру в Кельвины:
T = 7 °C + 273 = 280K

Затем, используя закон Бойля-Мариотта, найдем новый объем:
P1V1 = P2V2
150 кПа * 8,3 л = 100 кПа * V2
1245 = 100 * V2
V2 = 12,45 л

После этого, используя идеальный газовый закон, найдем количество вещества (n):
PV = nRT
100 кПа * 12,45 л = n * 8,3 Дж/моль•К * 280K
1245 = 2314n
n ≈ 0,537 моль

Наконец, чтобы найти массу азота, умножим количество вещества (n) на молярную массу азота:
масса = молярная масса * количество вещества
масса = 28 • 10 в минус третьей степени кг/моль * 0,537 моль
масса ≈ 1,496 • 10 в минус третьей степени кг

Таким образом, масса азота, выпущенного из объема 8,3 л при изменении давления и температуры, составляет около 1,496 • 10 в минус третьей степени кг.

Совет: При решении подобных задач очень важно следить за единицами измерения и правильно применять соответствующие законы газов. Убедитесь, что все значения давления и объема выражены в одинаковых единицах (например, кПа и литры). И не забудьте перевести температуру в Кельвины перед использованием идеального газового закона.

Практика:
Какая масса кислорода будет выпущена из объема 5 литров, находящегося при температуре 20 градусов Цельсия, если давление кислорода упало со 200 кПа до 150 кПа? (Молярная масса кислорода равна 32 г/моль)