Для решения задачи, нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа. Уравнение имеет вид:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление (в Паскалях);
- \( V \) — объем (в кубических метрах);
- \( n \) — количество вещества (в молях);
- \( R \) — универсальная газовая константа (примерно \( 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \));
- \( T \) — температура (в Кельвинах).
Сначала преобразуем данные к нужным единицам.
- Давление \( P = 10^5 \, \text{Па} \).
- Масса кислорода \( m = 3 \, \text{кг} \).
- Температура \( t = 12^\circ C = 12 + 273.15 = 285.15 \, \text{K} \).
Теперь нам нужно найти количество вещества кислорода \( n \). Для этого используем молярную массу кислорода \( M \approx 32 \, \text{г/моль} = 0.032 \, \text{кг/моль} \):
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{3 \, \text{кг}}{0.032 \, \text{кг/моль}} \approx 93.75 \, \text{моль} \]
Теперь подставим все известные значения в уравнение состояния идеального газа:
\[ V = \frac{nRT}{P} \]
Подставим значения:
\[ V = \frac{93.75 \, \text{моль} \cdot 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 285.15 \, \text{K}}{10^5 \, \text{Па}} \]
Теперь вычислим:
\[ V \approx \frac{93.75 \cdot 8.31 \cdot 285.15}{100000} \]
\[ V \approx \frac{22047.79}{100000} \] \[ V \approx 0.2205 \, \text{м}^3 \]
Таким образом, объем кислорода равен приблизительно \( 0.2205 \, \text{м}^3 \).
