Какой объем занимают 3,6 килограмма гелия при обычном атмосферном давлении и температуре 20 градусов по Цельсию?

Тема урока: Расчет объема газа.

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое известно как уравнение Клапейрона. Данное уравнение выглядит следующим образом:

PV = nRT,

где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Сначала нам нужно выразить количество вещества газа (n). Для этого мы можем использовать молярную массу гелия (4 г/моль) и массу гелия, данную в задаче (3,6 кг):

n = m/M,

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

Таким образом, n = 3600 г / 4 г/моль = 900 моль.

Теперь мы можем использовать уравнение Клапейрона, чтобы решить задачу:

PV = nRT.

По условию задачи, мы знаем давление (обычное атмосферное давление), температуру (20 °C) и количество вещества газа (900 моль). Нам нужно найти объем (V).

V = (nRT) / P,

где P = 1 атмосфера и T = 20 + 273,15 (переводим градусы Цельсия в Кельвины).

Подставляя значения в уравнение, мы получим:

V = (900 моль * 0,0821 (Л * атм) / (моль * К) * 293,15 К) / 1 атмосфера.

V = 21 938,05 Л.

Таким образом, объем, занимаемый 3,6 кг гелия при обычном атмосферном давлении и температуре 20 °C, составляет 21 938,05 литра.

Совет: Запомните уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона) и убедитесь, что вы правильно преобразовываете единицы измерения, чтобы они соответствовали используемым значениям.

Задание для закрепления: Какой объем занимают 2 моль кислорода при температуре 25 °C и давлении 2 атмосферы?

Суть вопроса: Физика
Описание:
Объем, занимаемый газом, зависит от его массы, а также от давления и температуры. Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа. Уравнение имеет вид: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура газа в кельвинах.

Для решения задачи нам известны следующие данные:
масса гелия: 3,6 кг
температура: 20 градусов по Цельсию
атмосферное давление: обычное атмосферное давление (приближенно равно 101325 Па или 101,325 кПа)

Для нахождения объема гелия воспользуемся формулой:

V = (m/M) * (R * T / P),

где m - масса газа, M - молярная масса гелия, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в кельвинах и P - давление газа.

Молярная масса гелия равна примерно 4 г/моль, универсальная газовая постоянная R примерно равна 8,31 Дж/(моль·К).

Например:
m = 3.6 кг = 3600 г
M = 4 г/моль
R = 8.31 Дж/(моль·К)
T = 20 + 273.15 = 293.15 К
P = 101325 Па

V = (3600/4) * (8.31 * 293.15 / 101325) ≈ 30.3 м^3

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, полезно ознакомиться с основными принципами уравнения состояния идеального газа. Также важно понимать, что в данной задаче температуру следует выражать в кельвинах, а не в градусах Цельсия.

Дополнительное упражнение:
Какой объем занимает 2 молей азота при давлении 1 атмосферы и температуре 25 градусов по Цельсию?