Какой минимальный объем сжатого гелия, способный выдерживать давление не превышающее 1 МПа, необходим для размещения

Тема урока: Физика
Пояснение: Для размещения 4 кг гелия при определенной температуре и давлении, нам необходимо вычислить минимальный объем, который способен выдержать данное давление. Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Сначала мы можем найти количество вещества гелия, используя его молярную массу и массу гелия, заданную в условии. Молярная масса гелия равна примерно 4 г/моль. Теперь мы можем вычислить количество молей гелия:

n = (масса гелия) / (молярная масса гелия)
n = 4000 г / 4 г/моль
n = 1000 моль

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, мы можем вычислить объем:

V = (nRT) / P
V = (1000 моль) * (8,314 Дж/(моль*К)) * T / (1 МПа)
V = 8314 * T / (1 МПа)
V = 8314 * T / 1000000

Таким образом, минимальный объем сжатого гелия можно вычислить с использованием последнего уравнения. T обозначает температуру, которая не должна превышать заданную в условии.

Например: Пусть температура составляет 300 К. Тогда минимальный объем сжатого гелия будет:

V = 8314 * 300 / 1000000
V = 2,4942 м³

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с уравнением состояния идеального газа и его основными принципами. Также полезно изучить законы, связанные с газами и их свойствами.

Задача для проверки: Какой будет минимальный объем сжатого гелия, если давление не превышает 2 МПа, а температура равна 400 К? (Ответ округлите до трех знаков после запятой).