Сколько граммов аммиака содержится в резервуаре объемом 20 л при температуре 67°C и давлении 10,4 атм?

Luka

25

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать уравнение состояния газа и произвести несколько математических вычислений.

Уравнение состояния газа, с которым мы будем работать, называется уравнение Менделеева-Клапейрона. Оно выглядит следующим образом:

\[PV = nRT\]

где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество вещества газа в молях,
R - универсальная газовая постоянная,
T - абсолютная температура газа (в Кельвинах).

Нам нужно выразить количество вещества газа (n) и общую массу газа (m).

1. Вначале, давление газа нужно перевести в единицы Паскаля:
\[P = 10,4 \cdot 1,013 \cdot 10^5 = 1,053 \cdot 10^6 \, Па\]

2. Затем, абсолютную температуру нужно перевести в Кельвины. Для этого нужно прибавить 273,15 к значению температуры в градусах Цельсия:
\[T = 67 + 273,15 = 340,15 \, K\]

3. Теперь можно использовать уравнение Менделеева-Клапейрона для нахождения количества вещества газа:
\[PV = nRT\]
\[n = \frac{PV}{RT}\]
\[n = \frac{1,053 \cdot 10^6 \cdot 20}{8,314 \cdot 340,15} = 60,81 \, моль\]

4. Чтобы найти массу газа, нужно умножить количество вещества на молярную массу газа. Молярная масса аммиака (NH3) составляет около 17 г/моль:
\[m = n \cdot M = 60,81 \cdot 17 = 1037,77 \, г\]

Ответ: В резервуаре содержится около 1037,77 граммов аммиака при указанных условиях температуры и давления.