Для того чтобы найти количество молекул углекислого газа в баллоне, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое имеет следующий вид:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление (в паскалях),
- \( V \) — объем (в кубических метрах),
- \( n \) — количество молей газа,
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (примерно \( 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \)),
- \( T \) — температура в Кельвинах.
- Прежде всего, преобразим температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
\[ T = 17°C + 273.15 = 290.15 \, K \]
- Изменим объем в литрах на объем в кубических метрах:
\[ V = 12 \, \text{л} = 0.012 \, \text{м}^3 \]
- Давление уже задано в килопаскалях, но необходимо перевести его в паскали:
\[ P = 450 \, \text{кПа} = 450000 \, \text{Па} \]
- Теперь мы можем подставить эти значения в уравнение состояния идеального газа, чтобы найти количество молей \( n \):
\[ 450000 \times 0.012 = n \times 8.31 \times 290.15 \]
\[ 5400 = n \times 2419.665 \]
\[ n = \frac{5400}{2419.665} \approx 2.236 \, \text{моль} \]
- Далее, чтобы найти количество молекул, воспользуемся числом Авогадро (\( N_A \)), которое примерно равно \( 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \):
\[ N = n \times N_A \]
\[ N \approx 2.236 \times 6.022 \times 10^{23} \approx 1.347 \times 10^{24} \, \text{молекул} \]
Таким образом, количество молекул углекислого газа в баллоне составляет примерно \( 1.347 \times 10^{24} \) молекул.