Какое давление нужно, чтобы хлор массой 28.4 г при 200 С имел объем 2 литра?

Анна

8

Для решения этой задачи нам понадобятся знания о связи массы, объема и температуры с помощью уравнения состояния идеального газа - уравнения Клапейрона.

Уравнение Клапейрона имеет следующий вид:

\[PV = nRT\]

где:
P - давление газа
V - объем газа
n - количество вещества газа (в молях)
R - универсальная газовая постоянная (R = 0.0821 л * атм / (моль * К))
T - температура газа в Кельвинах

Наша задача - найти давление (P), при котором хлор массой 28.4 г и объемом 2 литра имеет место при температуре 200 С.

Первым шагом мы должны преобразовать температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого мы используем следующую формулу:

\[T(K) = T(°C) + 273.15\]

Подставляем значение температуры:

\[T(K) = 200 + 273.15 = 473.15 K\]

Теперь, когда у нас даны все необходимые значения, мы можем решить уравнение Клапейрона для давления P. Очевидно, что формула должна быть преобразована для определения давления. Отсюда получаем:

\[P = \frac{{nRT}}{{V}}\]

Нам нужно найти количество вещества (n), чтобы мы могли затем использовать это значение для нахождения давления. Для этого мы используем молярную массу хлора (Cl2), которая составляет около 70.906 г / моль.

Вычислим количество вещества (n) по формуле:

\[n = \frac{{\text{{масса хлора (в граммах)}}}}{{\text{{молярная масса хлора}}}}\]

\[n = \frac{{28.4}}{{70.906}} = 0.4 \text{{ моль}}\]

Теперь, когда у нас есть количество вещества (n), мы можем найти давление. Подставляем значения в уравнение Клапейрона:

\[P = \frac{{0.4 \times 0.0821 \times 473.15}}{{2}} = 3.32 \text{{ атм}}\]

Таким образом, давление, необходимое, чтобы хлор массой 28.4 г при 200 С имел объем 2 литра, составляет приблизительно 3.32 атмосферы.