Сколько объема занимает 1,4 кг азота при нормальных условиях?

Sharik_8625

18

Для решения этой задачи нам понадобится знание о соотношении между массой вещества, его молярной массой и объемом, а также о нормальных условиях. Нормальные условия означают температуру 0°C и давление 1 атмосферу (101325 Па).

1. Найдем количество вещества (в молях) по формуле:
\[n = \frac{m}{M}\]
где \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса.

Молярная масса азота (N₂) равна 28 г/моль, поскольку у азота есть 2 атома, каждый из которых весит примерно 14 г/моль.

\[n = \frac{1.4\ кг}{28\ г/моль} = 0.05\ моль\]

2. Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа (уравнением Клапейрона):
\[PV = nRT\]
где \(P\) - давление газа, \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества в молях, \(R\) - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), \(T\) - температура газа.

При нормальных условиях (\(T = 0°C\)) и известном значении давления (\(P = 1\ атмосфера\)), мы ищем объем газа (\(V\)). Подставим известные значения в уравнение и решим его относительно \(V\):

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

\[V = \frac{0.05\ моль \cdot 8.31\ Дж/(моль \cdot К) \cdot 273\ К}{101325\ Па} = 1.17 \cdot 10^{-3}\ м^3\]

Таким образом, 1,4 кг азота займет объем примерно 1.17 миллилитра (или 1.17 кубического сантиметра) при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атмосфера).