Какой объем занимает 3,6 кг гелия при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 градусов цельсия?

Sofya

62

Чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

\[PV = nRT\]

где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество вещества газа (в молях),
R - универсальная газовая постоянная (R = 8,314 Дж/(моль·К)),
T - абсолютная температура газа.

Для решения задачи нам необходимо найти объем газа (V), поэтому давление (P), количество вещества (n) и температура (T) мы возьмем из условия задачи.

Из условия задачи нам дано:
Масса гелия (m) = 3,6 кг
Температура (T) = 20 градусов Цельсия = 20 + 273,15 К (абсолютная температура)

Первым шагом мы должны найти количество вещества газа (n), используя массу газа и его молярную массу (M). Для гелия молярная масса равна 4 г/моль. Молярная масса - это масса одного моля вещества.

Молярная масса гелия (M) = 4 г/моль

Чтобы найти количество вещества (n), мы воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

Подставляем значения:

\[n = \frac{3,6\,кг}{4\,г/моль}\]

\[n = 900\, моль\]

Теперь у нас есть количество вещества газа (n) и температура (T), необходимые для расчета объема газа (V).

Мы можем переписать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем газа (V):

\[PV = nRT\]

Разделим обе части уравнения на давление (P):

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

Подставляем значения:

\[V = \frac{900\,моль \times 8,314\,Дж/(моль \times К) \times (20 + 273,15)\,К}{1\,атм} \approx 18\,770\,л\]

Ответ: Объем, занимаемый 3,6 кг гелия при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 градусов Цельсия, составляет приблизительно 18 770 литров.