Какой объем занимает азот после изобарного расширения, если его масса составляет 42 г, а давление и температура равны

Oksana_8307

47

Теперь, чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать уравнение 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,
T - температура в Кельвинах.

Нам дана масса азота, а не количество вещества, поэтому нам нужно сначала найти количество вещества азота. Для этого мы можем использовать молярную массу азота (28 г/моль) и формулу:

\[n = \frac{{\text{{масса}}}}{{\text{{молярная масса}}}}\]

Таким образом, количество вещества азота будет:

\[n = \frac{{42 \, \text{{г}}}}{{28 \, \text{{г/моль}}}}\]

\[n = 1.5 \, \text{{моль}}\]

Теперь, когда у нас есть количество вещества азота, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем газа.

Нам дано, что давление и температура остаются постоянными, поэтому мы можем переписать уравнение состояния идеального газа следующим образом:

\[PV = nRT\]

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

Теперь, подставляя значения в уравнение, мы получаем:

\[V = \frac{{(1.5 \, \text{{моль}}) \times (8.314 \, \text{{Дж/моль $\cdot$ Кельвин}}) \times (293 \, \text{{Кельвин}})}}{{2 \times 10^5 \, \text{{Па}}}}\]

\[V \approx 18.23 \, \text{{м}^3}\]

Таким образом, после изобарного расширения, азот займет около 18.23 метров кубических объема.