Осы сұрақтарға жауап беру үшін біз идеал газ заңы мен тепе-теңдік формулаларын қолданамыз. Идеал газ заңы мына формуламен анықталады:
\[ PV = nRT \]
мұндағы:
- \( P \) - қысым (Па),
- \( V \) - көлем (м³),
- \( n \) - зат мөлшері (моль),
- \( R \) - универсал газ константасы (8.31 Дж/(моль·К)),
- \( T \) - температура (К).
Енді берілген сұрақтарға жауап берейік:
Аммиактың температурасы: \[ P = 2.3 \times 10^5 \, \text{Па}, \quad V = 0.02 \, \text{м}^3, \quad m = 30 \, \text{г} = 0.03 \, \text{кг}, \quad M_{NH_3} = 17 \, \text{г/моль} \] Зат мөлшерін есептейміз: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{0.03 \, \text{кг}}{0.017 \, \text{кг/моль}} \approx 1.76 \, \text{моль} \] Идеал газ заңы бойынша: \[ T = \frac{PV}{nR} = \frac{(2.3 \times 10^5)(0.02)}{1.76 \cdot 8.31} \] Тапқанына 298 К келіп шықты, бұл 25 °C.
Зат мөлшері: \[ P = 0.29 \times 10^6 \, \text{Па}, \quad V = 10 \times 10^{-3} \, \text{м}^3, \quad T = 17 \, \text{°C} = 290 \, \text{К} \] Зат мөлшерін есептейміз: \[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{(0.29 \times 10^6)(0.01)}{8.31 \cdot 290} \approx 0.12 \, \text{моль} \]
Оттектің тығыздығы: \[ P = 10^5 \, \text{Па}, \quad T = 47 \, \text{°C} = 320 \, \text{К}, \quad M_{O_2} = 32 \, \text{г/моль} = 0.032 \, \text{кг/моль} \] Тығыздық: \[ \rho = \frac{PM}{RT} = \frac{(10^5)(0.032)}{8.31 \cdot 320} \approx 0.12 \, \text{кг/м}^3 \]
Молекулалардың саны: \[ P = 7.48 \times 10^5 \, \text{Па}, \quad V = 0.5 \, \text{м}^3, \quad T = 300 \, \text{К} \] Зат мөлшерін есептейміз: \[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{(7.48 \times 10^5)(0.5)}{8.31 \cdot 300} \approx 12 \, \text{моль} \] Молекулалар саны: \[ N = n \times N_A \, \text{(где $N_A = 6.022 \times 10^{23}$ моль-1)}> = 12 \times 6.022 \times 10^{23} \approx 7.23 \times 10^{24} \]
Бастапқы қысым: \[ P_2 = 120 \, \text{кПа} = 120000 \, \text{Па}, \quad V_1 = V, \quad V_2 = \frac{V}{2}, \quad T = 0.9T_1 \] Идеал газ заңы қолданылса: \[ \frac{P_1V}{T_1} = \frac{P_2 \cdot \frac{V}{2}}{0.9 T_1} \Rightarrow P_1 = \frac{120000 \cdot 0.9}{0.5} \approx 216000 \, \text{Па} = 216 \, \text{кПа} \]
Газ кысымы: Газдың бастапқы кысымы \( P_1 \) мен соңғы кысымы \( P_2 \) аралығында: \[ n_1 = n \quad P_1 = k \cdot V, \quad T_1 = 15 + 273 = 288 \, \text{К} \Rightarrow P_2 = P_1 \times \frac{T_2}{T_1} \times \frac{n}{n_2} \] Топталатын газдың 40%-і шықты: \ \[ n_2 = 0.6n_1 \] \[ P_1 = k \quad \therefore P_2 = P_1 \times \frac{0.6}{0.4} \approx 1.5P_1 \]
Жалпы, есептер шынында да ауыр әрі көзделген формулалар арқылы жақындасу ұсынылады.
