Чтобы рассчитать молекулярную массу газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление (в паскалях),
- \( V \) — объем (в кубических метрах),
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (примерно \( 8,31 \, \text{Дж/(моль·К)} \)),
- \( T \) — температура (в кельвинах).
Сначала переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
\[ T = 20 + 273.15 = 293.15 \, \text{К} \]
Теперь подставим известные значения в уравнение. Давление \( P = 0.253 \times 10^5 \, \text{Па} = 25300 \, \text{Па} \) и объем \( V = 22.18 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 = 0.02218 \, \text{м}^3 \).
Теперь мы можем найти количество вещества \( n \):
\[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{(25300 \, \text{Па}) \cdot (0.02218 \, \text{м}^3)}{(8.31 \, \text{Дж/(моль·К)}) \cdot (293.15 \, \text{К})} \]
Теперь посчитаем это значение:
\[ n \approx \frac{561.34}{2436.97} \approx 0.230 \, \text{моль} \]
Теперь, зная массу газа (\( m = 7 \times 10^{-3} \, \text{кг} = 0.007 \, \text{кг} \)), можем рассчитать молекулярную массу (\( M \)) по формуле:
\[ M = \frac{m}{n} \]
Подставляем известные значения:
\[ M = \frac{0.007 \, \text{кг}}{0.230 \, \text{моль}} \approx 0.0304 \, \text{кг/моль} = 30.4 \, \text{г/моль} \]
Таким образом, молекулярная масса газа составляет примерно 30.4 г/моль.