Какая температура у кислорода массой 64 г, находящегося в сосуде объемом 1 л при давлении 5 х 10^6 Па? Учитывайте

Температура кислорода в сосуде:

Объяснение: Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа - уравнением Клапейрона. Уравнение Клапейрона позволяет связать давление, объем, температуру и количество вещества газа.

Уравнение Клапейрона выглядит следующим образом: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем количество вещества кислорода в молях, используя его массу и молярную массу. Для этого воспользуемся формулой n = m/M, где m - масса, M - молярная масса.

n = 64 г / 0,0032 кг/моль = 20000 моль

Подставим известные значения в уравнение Клапейрона: P * V = n * R * T

T = P * V / (n * R)

Так как P дано в Па, V дано в литрах, а R - это универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль * К, переведем P в Паскали и V в метры кубические.

P = 5 * 10^6 Па
V = 1 л = 0,001 м^3

Теперь подставим значения:
T = (5 * 10^6 Па) * (0,001 м^3) / (20000 моль * 8,314 Дж/моль * К)

Выполнив вычисления, мы найдем значение температуры кислорода в сосуде.

Решение:

T = 3,01 К

Совет: При решении задач по газовой физике важно следить за правильным преобразованием единиц измерения. Обратите внимание на то, что в уравнении Клапейрона давление должно быть выражено в Паскалях, а объем - в метрах кубических.

Проверочное упражнение: Какова будет температура водорода массой 2 г, находящегося в сосуде объемом 500 мл при давлении 2,5 х 10^5 Па? Учитывайте, что молярная масса водорода равна 0,002 г/моль.

Тема занятия: Идеальный газ и уравнение состояния
Пояснение: Для решения этой задачи мы можем использовать идеальный газ и уравнение состояния. Идеальный газ представляет собой модель, в которой молекулы газа считаются безразмерными и идеально упругими частицами, их объемы пренебрежимо малы по сравнению с объемом сосуда, в котором они находятся, и между ними нет взаимодействия.

Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в кельвинах.

Для начала, нам нужно найти количество вещества газа (n). Мы можем это сделать, разделив массу газа на его молярную массу:
n = m/M,

где m - масса газа, M - молярная масса газа.

Теперь мы можем использовать полученное значение для подстановки в уравнение состояния и найти температуру газа (T).

Пример: У нас есть кислород массой 64 г (m = 64 г), его молярная масса равна 0,0032 кг/моль (M = 0,0032 кг/моль), а объем сосуда составляет 1 л (V = 1 л). Давление газа равно 5 х 10^6 Па (P = 5 х 10^6 Па).

Сначала найдем количество вещества газа:
n = m/M = 0,064 кг / 0,0032 кг/моль = 20 моль.

Теперь подставим все известные величины в уравнение состояния и найдем температуру газа:
PV = nRT,
(5 х 10^6 Па) * (1 л) = (20 моль) * R * T.

Теперь мы можем решить это уравнение и найти T.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, важно разобраться в основах идеального газа, уравнении состояния и единицах измерения. Также полезно практиковаться в решении подобных задач, чтобы закрепить материал.

Задача для проверки: Какая температура будет у газа, занимающего объем 2 л при давлении 3 х 10^5 Па и содержащего 4 моль вещества? (Мольная масса газа составляет 0,02 кг/моль)