Хлорланған этанға 30° C қысымы және 98 кПа басым көрсетілген. Жалпы көлемі 1 м3 болған бүлдіршілер орталығында хлорлы

Апельсиновый_Шериф

11

Шалом! Для того чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать идеальный газовый закон и формулу Клапейрона.

Итак, у нас есть этан, который имеет температуру \(T_1 = 30^\circ C\) и давление \(P_1 = 98 \, \text{кПа}\). Объем этана составляет \(V_1 = 1 \, \text{м}^3\).

Чтобы найти конечную температуру \(T_2\), мы можем использовать формулу Клапейрона:
\[P_1V_1/T_1 = P_2V_2/T_2\]

В нашем случае конечный объем \(V_2\) составляет \(V_2 = V_1 + 3 \, \text{л}\), поскольку к этану добавлено 3 литра воды.

Давление \(P_2\) будет всё тем же, \(P_2 = P_1\), поскольку в задаче не указано о каком-либо изменении давления.

Рассчитаем значение температуры \(T_2\) используя формулу Клапейрона:

\[\frac{{P_1 \cdot V_1}}{{T_1}} = \frac{{P_2 \cdot V_2}}{{T_2}}\]

Подставляя известные значения, получаем:

\[\frac{{98 \, \text{кПа} \cdot 1 \, \text{м}^3}}{{30^\circ C}} = \frac{{98 \, \text{кПа} \cdot (1 \, \text{м}^3 + 3 \, \text{л})}}{{T_2}}\]

Раскрываем скобки:

\[\frac{{98 \, \text{кПа} \cdot 1 \, \text{м}^3}}{{30^\circ C}} = \frac{{98 \, \text{кПа} \cdot 1 \, \text{м}^3 + 98 \, \text{кПа} \cdot 3 \, \text{л}}}{T_2}\]

Далее, приведем литры к метрам кубическим:

\[\frac{{98 \, \text{кПа} \cdot 1 \, \text{м}^3}}{{30^\circ C}} = \frac{{98 \, \text{кПа} \cdot 1 \, \text{м}^3 + 0.098 \, \text{кПа} \cdot 1 \, \text{м}^3}}{T_2}\]

Сокращаем кПа:

\[\frac{{98}}{{30^\circ C}} = \frac{{98 + 0.098}}{{T_2}}\]

Теперь решим полученное уравнение относительно \(T_2\):

\[98T_2 = (98 + 0.098) \cdot 30^\circ C\]

Раскрываем скобки:

\[98T_2 = 2940 + 2.94\]

Сокращаем:

\[98T_2 = 2942.94\]

И, наконец, находим \(T_2\):

\[T_2 = \frac{{2942.94}}{{98}}\]

Округлим до двух десятичных знаков:

\[T_2 \approx 30.04^\circ C\]

Таким образом, конечная температура будет около \(30.04^\circ C\).

Теперь нам нужно рассчитать объем и массу получившегося раствора этана в воде. Для этого используем плотность этана, которая составляет \(1.15 \, \text{г/мл}\).

Объем воды равен \(3 \, \text{л}\), поскольку дано, что к этану добавлено 3 литра воды.

Теперь мы можем рассчитать массу раствора этана в воде:

\[ \text{масса раствора} = \text{плотность этана} \times \text{объем воды}\]

\[ \text{масса раствора} = 1.15 \, \text{г/мл} \times 3000 \, \text{мл}\]

\[ \text{масса раствора} = 3450 \, \text{г}\]

Таким образом, объем тушения и масса получившегося раствора этана в воде равны соответственно 3 литрам и 3450 граммам.