Какое давление должно быть, чтобы 1 кмоль азота при 300 К занимало объем 1,2 м^3? Известно, что критические параметры

Тема урока: Физика - Газовые законы

Пояснение: Для решения задачи нам потребуется применить идеальный газовый закон, который утверждает, что давление (P), объем (V) и температура (T) газа связаны следующим равенством: P V = n R T, где n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная.

Для начала мы знаем, что количество молей газа (n) равно 1 кмоль. Также нам дан объем (V) равный 1,2 м^3 и температура (T) равная 300 К.

Однако, прежде чем продолжить решение, нам понадобится узнать значение универсальной газовой постоянной (R). Значение R можно найти, зная критические параметры газа. Для азота, критические параметры обозначаются как Ткр и Ркр.

Известно, что Ткр для азота равно 127 К и Ркр равно 3,39 МПа.

Расчет универсальной газовой постоянной может быть выполнен с использованием следующей формулы: R = (Ркр * Vкр) / (Ткр * nкр), где Vкр и nкр - объем и количество молей азота при критических параметрах соответственно.

После того, как мы найдем значение R, мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти давление (Р). Равенство P V = n R T может быть переписано в виде P = (n R T) / V.

А теперь давайте решим задачу!

Демонстрация:
Найдем необходимое давление:
Шаг 1: Вычислим значение универсальной газовой постоянной:
R = (3.39 МПа * 0.0877 м^3/кмоль) / (127 К * 1 кмоль) = 0.02883 МПа * м^3/кмоль * К
R = 0.02883 МПа * м^3/кмоль * К
Шаг 2: Подставим известные значения в идеальный газовый закон и решим уравнение:
P = (1 кмоль * 0.02883 МПа * м^3/кмоль * К * 300 К) / 1.2 м^3
P = 0.072075 МПа

Ответ: Давление должно быть равно 0.072075 МПа.

Совет: Для лучшего понимания газовых законов и их применения, рекомендуется ознакомиться с основными концепциями идеального газа, универсальной газовой постоянной и критическими параметрами различных газов.

Ещё задача: Какое давление будет у одного кмоля идеального газа при температуре 400 К, если его объем составляет 2 м^3?