Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[ PV = nRT, \]
где:
- \( P \) — давление,
- \( V \) — объем,
- \( n \) — количество вещества газа (в молях),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная,
- \( T \) — температура.
Мы знаем, что начальное количество газа \( n_1 = 7 \) моль и что давление увеличивается в 2,4 раза. Обозначим начальное давление как \( P_1 \), тогда новое давление \( P_2 \) будет равно:
\[ P_2 = 2,4 \cdot P_1. \]
Поскольку объем \( V \) и температура \( T \) остаются постоянными, можно записать, что:
\[ P_1V = n_1RT \quad \text{и} \quad P_2V = n_2RT, \]
где \( n_2 \) — новое количество газа, которое нам нужно найти. Теперь, подставим выражение для \( P_2 \):
\[ 2,4 \cdot P_1 V = n_2 RT. \]
Разделим обе стороны на \( V \cdot R \cdot T \):
\[ 2,4 \cdot \frac{P_1 V}{RT} = n_2. \]
Из первого уравнения знаем, что
\[ n_1 = \frac{P_1 V}{RT} \] \[ n_2 = 2,4 \cdot n_1. \]
Теперь подставим \( n_1 = 7 \) моль:
\[ n_2 = 2,4 \cdot 7 = 16,8 \text{ моль}. \]
Чтобы найти, сколько моль газа нужно добавить, отнимем первоначальное количество газа:
\[ n_{\text{добавить}} = n_2 - n_1 = 16,8 - 7 = 9,8 \text{ моль}. \]
Таким образом, необходимо добавить 9,8 моль газа, чтобы давление в сосуде увеличилось в 2,4 раза при постоянной температуре.
