Який повинен бути мінімальний об єм балона, щоб вмістити 6,4 кг кисню, при певному тиску 15,7 МПа та при температурі

Предмет вопроса: Расчет объема баллона

Разъяснение: Для решения данной задачи, нам нужно применить идеальный газовый закон - уравнение состояния газа, которое позволяет найти объем газа при известных значениях давления, температуры и количества вещества газа. Формула идеального газового закона имеет вид:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (в данном случае кислорода), R - универсальная газовая постоянная и T - абсолютная температура газа в кельвинах.

Чтобы решить задачу, мы должны найти объем газа (V), поэтому формулу необходимо переписать следующим образом:

V = (nRT) / P.

Из условия задачи уже известны значения количества вещества (n), давления (P) и температуры (T). Вместо давления нужно использовать СИ-единицы - мегапаскали (МПа), а температуру - в кельвинах. Также необходимо преобразовать массу кислорода в количество вещества, используя молярную массу (M) кислорода.

Например: Дано: масса кислорода = 6,4 кг, давление P = 15,7 МПа, температура T = 20 °C (что равно 293,15 К). Молярная масса кислорода M = 32 г/моль.

Для расчета количества вещества (n) используем формулу:

n = масса / M.

Подставляем известные значения:

n = 6400 г / 32 г/моль = 200 моль.

Теперь можем рассчитать объем газа (V):

V = (nRT) / P = (200 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 293,15 К) / (15,7 МПа * 10^6 Па/МПа) = 310,86 м³.

Таким образом, минимальный объем баллона, чтобы вместить 6,4 кг кислорода при давлении 15,7 МПа и температуре 20 °C, равен 310,86 м³.

Совет: Чтобы проще понять и использовать идеальный газовый закон, рекомендуется хорошо освоить СИ-единицы измерения и всегда приводить значения в этих единицах. Также, будьте внимательны к преобразованию единиц измерения и убедитесь, что все величины имеют одну и ту же систему измерения.

Упражнение: Какой объем гелия (He) необходим, чтобы вместить 4 гелиевых молекулы (He2) при давлении 1 атмосферы (101,325 кПа) и комнатной температуре 25 °C? (Молярная масса гелия M = 4 г/моль). Ответ предоставьте в литрах.