Під яким тиском знаходиться кисень у балоні об ємом 40 л, коли в нього помістили 7,7 кг молекулярного кисню

Содержание вопроса: Идеальный газ: давление

Пояснение: Для решения данной задачи, нам понадобится знание идеального газа. В этой модели газов между молекулами нет взаимодействия, объем молекул сравним с объемом газа, а также считается, что молекулы двигаются хаотически и сталкиваются со стенками сосуда, создавая давление. Формула, которую мы будем использовать, называется уравнением состояния идеального газа: pV = mRT.

где:
p - давление
V - объем газа
m - масса газа
R - универсальная газовая постоянная
T - температура газа

Перед тем, как мы воспользуемся этой формулой, нужно убедиться, что все единицы измерения соответствуют единицам, принятым в системе Международной системы единиц (СИ). В данной задаче масса дана в килограммах, а объем в литрах, поэтому их следует преобразовать:

Массу кислорода можно перевести в граммы, умножив на 1000:
7,7 кг * 1000 = 7700 г

Объем кислорода можно перевести в кубические метры, разделив на 1000:
40 л / 1000 = 0,04 м³

Температуру можно перевести в Кельвины, добавив 273,15:
27° C + 273,15 = 300,15 K

Теперь мы можем приступить к расчетам. Подставляем полученные значения в формулу уравнения состояния газа и находим давление:

p * 0,04 м³ = 7700 г * 8,314 Дж / (моль * К) * 300,15 К

p = (7700 г * 8,314 Дж / (моль * К) * 300,15 К) / 0,04 м³

p ≈ 18373121,17 Па

Ответ: Кислород в баллоне находится под давлением примерно 18373121,17 Па.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучить основные принципы идеального газа и его уравнение состояния. Также полезно знать основные единицы измерения в системе Международной системы единиц и уметь выполнять преобразования между ними.

Упражнение: При какой температуре (в градусах Цельсия) давление 1 моля идеального газа в объеме 2 л составляет 5 атм? Значение универсальной газовой постоянной R = 0,0821 Дж / (моль * К). Ответ округлите до одной десятой.