При какой температуре гелий в сосуде емкостью 0,83м3 массой 0,16кг оказывает давление на стенки сосуда равное 6×10

Тема: Идеальный газ и уравнение состояния

Пояснение:
Для решения данной задачи, мы должны использовать уравнение состояния идеального газа, которое называется уравнением Клапейрона. Данное уравнение связывает давление, объем, температуру и количество вещества газа.

Уравнение Клапейрона имеет следующий вид:
P * V = n * R * T

Где:
P - давление газа (в паскалях)
V - объем газа (в кубических метрах)
n - количество вещества газа (в молях)
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж / (моль * К))
T - температура газа (в Кельвинах)

Мы уже знаем давление (P), объем (V) и массу гелия находящегося в сосуде. Чтобы найти температуру (T), нам нужно выразить количество вещества газа (n) из данной массы с помощью массовой доли вещества и средней молярной массы газа.

Для гелия молярная масса равна 4г/моль.

Для этого мы используем формулу:
n = m / M

Где:
m - масса вещества (в килограммах)
M - средняя молярная масса (в граммах/моль)

Теперь, имея количество вещества (n) и объем (V), мы можем решить уравнение Клапейрона и найти температуру (T).


Например:
Задано:
P = 6 * 10^4 Па
V = 0,83 м^3
m = 0,16 кг
M (молярная масса гелия) = 4 г/моль

Найдем количество вещества гелия:
n = m / M = 0,16 кг / 4 г/моль = 0,04 моль

Теперь подставим известные значения в уравнение Клапейрона и найдем температуру:
P * V = n * R * T

T = (P * V) / (n * R) = (6 * 10^4 Па * 0,83 м^3) / (0,04 моль * 8,314 Дж / (моль * К))
T ≈ 1,985 К

Ответ: Гелий в сосуде будет оказывать давление равное 6 × 10^4 Па при температуре около 1,985 К.

Совет:
Чтобы лучше понять идеальный газ и уравнение Клапейрона, рекомендуется вначале ознакомиться с основными понятиями, такими как количество вещества, объем, давление и температура. Изучите и практикуйтесь в решении задач в рамках данной темы, чтобы получить более глубокое понимание работы идеального газа.

Дополнительное упражнение:
У вас есть сосуд с объемом 1,5 м^3, содержащий холодильный газ с массой 0,5 кг. Давление в сосуде равно 2 × 10^5 Па. Найдите температуру газа в сосуде. (Универсальная газовая постоянная R = 8,314 Дж / (моль * К), молярная масса холодильного газа равна 56 г/моль)