Яким чином можна визначити необхідну масу гелію для наповнення зондової кулі об ємом 33 м^3 при температурі 17°С
Яким чином можна визначити необхідну масу гелію для наповнення зондової кулі об"ємом 33 м^3 при температурі 17°С та нормальному тиску?
Hrabryy_Viking 30
Для решения данной задачи, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа - уравнение Клапейрона. Формула этого уравнения выглядит следующим образом:\[ PV = nRT \]
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура газа в Кельвинах.
Для начала, нам е нужно установить нормальное давление и температуру в системе. Нормальное давление составляет 1 атмосферу, что равно 101,325 Па. Нормальная температура составляет 0 °C, что равно 273,15 Кельвинам.
Теперь мы можем начать решать задачу и найти необходимую массу гелия. Нам известны следующие данные:
V = 33 м^3 (объем газа)
T = 17 °C = 17 + 273,15 = 290,15 К (температура газа в Кельвинах)
P = 1 атм = 101,325 Па (давление газа)
R = 8,314 Дж/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)
Для начала, мы должны выразить количество вещества газа (n), используя уравнение Клапейрона. Перегруппируем уравнение следующим образом:
\[ n = \frac{{PV}}{{RT}} \]
Подставляя известные значения:
\[ n = \frac{{(101,325 \ Па) \times (33 \ м^3)}}{{(8,314 \ Дж/(моль·К)) \times (290,15 \ К)}} \]
Вычисляя:
\[ n \approx 3,48 \ \text{моль} \]
Теперь, чтобы найти массу гелия, мы должны использовать молярную массу гелия, которая составляет примерно 4 г/моль. Молярная масса гелия определяется таблицей периодических элементов или химическими данными.
Масса (m) гелия вычисляется следующим образом:
\[ m = n \times \text{молярная масса} \]
Подставляя значения:
\[ m = 3,48 \ \text{моль} \times 4 \ \text{г/моль} \]
Вычисляя:
\[ m \approx 13,92 \ \text{г} \]
Таким образом, необходимая масса гелия для наполнения зондовой кули объемом 33 м^3 при температуре 17 °C и нормальном давлении составляет примерно 13,92 г.