Какова плотность азота при стандартных атмосферных условиях и температуре 127°C?

Skvoz_Vremya_I_Prostranstvo

18

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать несколько вещей. Во-первых, стандартные атмосферные условия. Они определяются при температуре 0°C (или 273.15 K) и давлении 1 атмосфера. Во-вторых, плотность азота при стандартных атмосферных условиях равна 1.25 г/л.

Теперь нужно учесть температуру 127°C. Чтобы привести ее к градусам Цельсия, необходимо вычесть 273.15:

Температура в градусах Цельсия = 127°C - 273.15 = -146.15°C

Так как температура ниже нуля градусов Цельсия, азот находится в жидком состоянии. Плотность жидкого азота при температуре -146.15°C составляет около 808 кг/м³.

Однако, задача просит узнать плотность азота при стандартных атмосферных условиях, а не в жидком состоянии. Чтобы выполнить это, нам нужно знать закон Клапейрона-Менделеева, который гласит:

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

где \(P_1\), \(V_1\), \(T_1\) - давление, объем и температура в первых условиях, а \(P_2\), \(V_2\), \(T_2\) - давление, объем и температура во вторых условиях.

Используем данное уравнение, чтобы найти плотность азота \(d_2\) при -146.15°C:

\[\frac{{P_1}}{{d_1 \cdot R \cdot T_1}} = \frac{{P_2}}{{d_2 \cdot R \cdot T_2}}\]

Где \(d_1\) - плотность азота при стандартных атмосферных условиях (1.25 г/л), \(R\) - универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·K)), \(T_1\) - температура в первых условиях (273.15 K), \(T_2\) - температура во вторых условиях (-146.15°C), \(P_1\) и \(P_2\) - давление в первых и во вторых условиях.

Решим это уравнение:

\[\frac{{1}}{{1.25 \cdot 0.0821 \cdot 273.15}} = \frac{{P_2}}{{d_2 \cdot 0.0821 \cdot (-146.15 + 273.15)}}\]

Упростим:

\[\frac{{1}}{{1071.9371}} = \frac{{P_2}}{{d_2 \cdot 0.0821 \cdot 127}}\]

Умножаем обе части на 1071.9371 и делим на 0.0821 * 127:

\[P_2 = \frac{{1 \cdot 0.0821 \cdot 127}}{{1071.9371 \cdot d_2}}\]

Теперь можно найти \(d_2\):

\[\frac{{1 \cdot 0.0821 \cdot 127}}{{1071.9371 \cdot P_2}} = d_2\]

Таким образом, плотность азота при стандартных атмосферных условиях и температуре 127°C составляет примерно 0.00118 г/л.

Надеюсь, это решение поможет вам понять, как найти ответ на данную задачу. Если у вас остались какие-либо вопросы, пожалуйста, задайте их!