Яка температура газу, який знаходиться у балоні об ємом 20 літрів і має масу 500 грамів, при тиску 1,8 мегапаскалів?

Тема: Температура газу

Пояснение: Чтобы вычислить температуру газа, нам необходимо использовать соотношение между давлением, объемом, массой газа и его температурой, известное как уравнение состояния идеального газа. Это уравнение называется уравнением Клапейрона:

PV = nRT

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

Мы можем переписать это уравнение, чтобы получить T в качестве искомой величины:

T = PV / (nR)

В данной задаче известны давление газа (P = 1,8 МПа), объем газа (V = 20 л) и масса газа (m = 500 г), но нам также потребуется знать молярную массу газа, чтобы найти количество вещества, n.

Дополнительный материал: Допустим, что молярная масса данного газа равна 28 г/моль (это для упрощения).

Шаг 1: Найдем количество вещества n, используя формулу:
n = масса газа / молярная масса газа
n = 500 г / 28 г/моль = 17,86 моль

Шаг 2: Подставим известные значения в уравнение:
T = (1,8 МПа) × (20 л) / (17,86 моль × 8,314 Дж/(моль·К))
T ≈ 2,29 × 10^3 К (Кельвин)

Температура газа составляет приблизительно 2,29 × 10^3 Кельвин.

Совет: Поскольку данная задача включает в себя использование формул и общих понятий, полезно разобрать основы уравнения состояния идеального газа и его применение в различных задачах. Понимание значений и размерностей, используемых в уравнении, поможет легче решать подобные задачи.

Практика: Как изменится температура газа, если его объем увеличится до 40 литров при неизменной массе и давлении 1,8 мегапаскалей?