Какой объем сосуда с кислородом должен быть минимальным, если масса кислорода, использованного для сварки, равна

Тема: Закон Менделеева-Клейперона и объем сосуда с кислородом

Объяснение: Чтобы решить задачу, нам понадобится использовать Закон Менделеева-Клейперона, который устанавливает связь между объемом газа, его давлением, температурой и количеством вещества. Формула этого закона выглядит так: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная и T - температура газа в кельвинах.

Для решения задачи нам известны следующие данные: масса кислорода - 3,2 кг, давление - 15,2 МПа (конвертируем его в Па, умножив на 10^6), температура - 17 °C (конвертируем ее в Кельвины, добавив 273).

Сначала нужно найти количество вещества (n) кислорода с помощью данной массы. Для этого воспользуемся молярной массой кислорода, которая равна 32 г/моль. Молярная масса - это масса одного моля вещества.

Масса кислорода = n * молярная масса кислорода. Решив это уравнение относительно n, получим: n = масса кислорода / молярная масса кислорода.

Подставим известные значения и рассчитаем количество вещества (n).

Затем, зная количество вещества (n), давление (P) и температуру (T), можно найти объем (V) с помощью Закона Менделеева-Клейперона.

Произведение PV должно быть равно nRT, поэтому можно решить уравнение относительно V:

V = (nRT) / P.

Подставим известные значения и рассчитаем объем (V).

Дополнительный материал: Для решения данной задачи сначала найдем количество вещества:
Молярная масса кислорода = 32 г/моль.
Масса кислорода = 3,2 кг = 3200 г.

n = масса кислорода / молярная масса кислорода = 3200 г / 32 г/моль = 100 моль.

Затем рассчитаем объем:

P = 15,2 МПа = 15,2 * 10^6 Па.
T = 17 °C = 17 + 273 К = 290 К.
R = 8,314 Дж/(моль*К).

V = (nRT) / P = (100 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 290 К) / (15,2 * 10^6 Па) ≈ 15,8 л.

Таким образом, минимальный объем сосуда с кислородом должен быть около 15,8 литров.

Совет: Для успешного решения задачи по Закону Менделеева-Клейперона, важно правильно конвертировать единицы измерения. Убедитесь, что все значения выражены в одинаковых единицах (например, Па для давления и Кельвинах для температуры), чтобы избежать ошибок в расчетах.

Задача для проверки: Каков будет объем сосуда с азотом (N₂), если масса азота равна 5 г, давление составляет 1,5 атмосферы, а температура 25 °C? (Молярная масса азота - 28 г/моль) Ответ округлите до десятых.