Какова температура кислорода, масса которого составляет 64 г, и он находится в сосуде объемом 1 л при давлении 5 × 10^6

Тема вопроса: Физика - Идеальный газ и плотность

Разъяснение:
Для решения этой задачи нам понадобятся два закона газовой физики - закон идеального газа и уравнение состояния идеального газа.

1. Закон идеального газа гласит, что для идеального газа справедливо следующее соотношение:
P * V = n * R * T
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.

2. Уравнение состояния идеального газа позволяет выразить количество вещества газа через его массу и молярную массу:
n = масса / молярная масса

Например:
Для первой задачи, нам даны масса кислорода (64 г), объем сосуда (1 л) и давление (5 × 10^6 Па). Мы ищем температуру кислорода.

Шаг 1: Вычисляем количество вещества кислорода:
n = масса / молярная масса = 64 г / (32 г/моль) = 2 моль

Шаг 2: Подставляем известные значения в уравнение идеального газа:
P * V = n * R * T
5 × 10^6 Па * 1 л = 2 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * T

Шаг 3: Решаем уравнение относительно T:
T = (5 × 10^6 Па * 1 л) / (2 моль * 8,314 Дж/(моль·К))

Для второй задачи, нам даны температура (300 К), давление (2 атм) и молярная масса азота (0,028 кг/моль). Мы ищем плотность азота.

Шаг 1: Вычисляем количество вещества азота:
n = масса / молярная масса = ? (Дано только молярная масса, но нет массы вещества)

Шаг 2: Подставляем известные значения в уравнение идеального газа:
P * V = n * R * T
2 атм * V = ? * 8,314 Дж/(моль·К) * 300 К

Шаг 3: Раскрываем уравнение, используя уравнение состояния идеального газа:
P * V = (масса / молярная масса) * R * T
(масса / молярная масса) = P * V / (R * T)

Шаг 4: Вычисляем плотность азота:
Плотность = масса / объем = (масса / молярная масса) / V = (P * V) / (R * T * V)

Совет:
Для более легкого выполнения задач на идеальный газ, запомните уравнение состояния идеального газа и научитесь применять его в различных ситуациях. Изучите также практическое применение идеального газа, например, в задачах на определение молярных масс или плотности газов.

Проверочное упражнение:
1. Какова температура идеального газа, если его масса составляет 128 г, объем равен 2 л, а давление равно 3 атм? (Молярная масса газа 32 г/моль)
2. Какова масса идеального газа, находящегося в сосуде объемом 5 л при температуре 500 К и давлении 4 × 10^5 Па? (Молярная масса газа 0,04 кг/моль)