Какой будет объем газа при 0°C и давлении 101,3 кПа, если его объем при 23°C и давлении 103,3 кПа составляет

Тема урока: Уравнение состояния газа.

Описание:
Для решения данной задачи, мы будем использовать уравнение состояния идеального газа - уравнение Клапейрона. Это уравнение связывает давление (P), объем (V), количество вещества (n) и температуру (T) газа и записывается следующим образом:

PV = nRT,

где R - универсальная газовая постоянная.

В данной задаче нам известны начальный объем газа (V1 = 250 л), начальная температура (T1 = 23°C = 296 К) и начальное давление (P1 = 103,3 кПа). Также нам даны конечная температура (T2 = 0°C = 273 К) и конечное давление (P2 = 101,3 кПа).

Чтобы найти конечный объем газа (V2), мы можем использовать формулу:

V2 = (n * R * T2) / P2.

Однако, нам не известно количество вещества (n). Чтобы найти его, мы можем использовать идеальный газовый закон:

PV = nRT1,

где у нас есть P1, V1, R и T1.

Теперь мы можем найти n, подставить его в формулу для V2 и решить задачу.

Решение:

Сначала найдем количество вещества (n):

n = (P1 * V1) / (R * T1).

Подставляем известные значения:

n = (103,3 кПа * 250 л) / (8,314 Дж/(моль * К) * 296 К).

Вычисляем и получаем:

n ≈ 10,57 моль.

Теперь, используя найденное значение количества вещества, найдем конечный объем (V2):

V2 = (n * R * T2) / P2.

Подставляем значения:

V2 = (10,57 моль * 8,314 Дж/(моль * К) * 273 К) / 101,3 кПа.

Вычисляем и получаем:

V2 ≈ 222,14 литра.

Таким образом, объем газа при 0°C и давлении 101,3 кПа составляет около 222,14 литра.

Совет:
Для успешного решения задач по газам, рекомендуется хорошо знать уравнение Клапейрона и идеальный газовый закон, а также иметь навыки работы с величинами давления, объема, количества вещества и температуры в соответствии с данными задачи.

Задача на проверку:
Рассмотрим другую задачу. При температуре 25°C и давлении 101,3 кПа объем газа составляет 10 литров. Каков будет объем газа при 0°C и давлении 101,3 кПа? Вычислите ответ и объясните ваше решение в подробностях.