Сколько места занимает 1 килограмм азота при 70 градусах по Цельсию и давлении 0,2 мегапаскаля?

Содержание: Физика - Идеальный газ и уравнение состояния

Разъяснение:
Для решения данной задачи мы должны использовать идеальное газовое уравнение состояния, которое выражает зависимость объёма, давления, температуры и количества вещества в идеальном газе. Уравнение записывается следующим образом:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л⋅атм/моль⋅K), T - температура газа в кельвинах.

Для решения задачи нам дано количество вещества (1 килограмм азота), температура (70 градусов по Цельсию) и давление (0,2 мегапаскаля). Но прежде чем мы начнем решение, необходимо перевести температуру из градусов Цельсия в кельвины. Для этого мы используем формулу:

Т(К) = Т(°C) + 273,15.

Таким образом, температура в кельвинах будет равна:

Т(К) = 70 + 273,15 = 343,15 К.

Подставляя известные значения в идеальное газовое уравнение, мы можем найти объем газа (V):

V = (nRT) / P,

V = (1 кг * 0,0821 л⋅атм/моль⋅K * 343,15 К) / 0,2 МПа,

V = 0,0821 * (1 * 343,15) / 0,2.

Подставив значения в эту формулу и производя вычисления, получим ответ:

V = 140,396 л.

Таким образом, 1 килограмм азота занимает объем примерно 140,396 литров при заданных условиях.

Пример:
Ученику задали найти объем, который занимает 1 килограмм азота при 70 градусах по Цельсию и давлении 0,2 мегапаскаля. Для решения этой задачи необходимо использовать идеальное газовое уравнение состояния: PV = nRT. Подставив известные значения в уравнение, мы можем найти искомый объем газа (V).

Совет:
Для лучшего понимания идеального газового уравнения состояния и его применения в решении задач, рекомендуется изучить основные понятия и законы газовой термодинамики, такие как закон Бойля-Мариотта, закон Шарля, закон Гей-Люссака и закон Авогадро.

Дополнительное упражнение:
Что будет с объемом идеального газа при увеличении давления при постоянной температуре? Поясните ваш ответ.

Тема урока: Эквивалент занимаемого объема газа

Объяснение: Для решения данной задачи, нам понадобится использовать формулу состояния идеального газа, которая имеет вид PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, а T - температура газа в абсолютной шкале.

Задача требует найти объем g газа при заданных условиях. Для того, чтобы решить эту задачу, нам потребуется знать значение универсальной газовой постоянной, которая равна 8.314 Дж/(моль·К).

Сначала нам нужно преобразовать заданные в условии задачи единицы измерения в метрическую систему. Давление 0.2 мегапаскаля следует перевести в паскали (1 мегапаскаль = 10^6 паскалей), а температура 70 градусов по Цельсию следует перевести в абсолютную температуру по шкале Кельвина (Т(К) = Т(°C) + 273.15).

После преобразования единиц измерения можно использовать формулу состояния идеального газа, чтобы найти объем газа (V).

Например:

Дано:
Давление (P) = 0.2 МПа = 200,000 Па
Температура (T) = 70 °C = 343.15 K
Универсальная газовая постоянная (R) = 8.314 Дж/(моль·К)
Масса (m) = 1 кг
Молярная масса азота (M) = 28 г/моль

Давайте решим, какой объем занимает 1 килограмм азота при заданных условиях.

Сначала найдем количество молей азота (n) с помощью формулы: n = масса (m) / молярная масса (M)
n = 1 кг / 28 г/моль = 35.71 моль

Теперь подставим все известные значения в формулу состояния идеального газа PV = nRT, чтобы найти объем газа (V):
V = (nRT) / P
V = (35.71 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 343.15 К) / 200,000 Па
V ≈ 0.204 м³

Таким образом, при заданных условиях, 1 килограмм азота занимает примерно 0.204 м³ объема.

Совет: Для понимания и применения формулы состояния идеального газа, важно помнить, что все величины должны быть выражены в соответствующих единицах измерения. Кроме того, аккуратно выполняйте все шаги и не забывайте проверять единицы измерения в задаче, чтобы избежать ошибок при решении.

Задача для проверки: Сколько места займет 2 килограмма кислорода при 60 градусах по Цельсию и давлении 0,3 мегапаскаля?