Чтобы определить массу азота в баллоне объемом 6 м³ при нормальном атмосферном давлении и температуре 7 градусов Цельсия, можно воспользоваться 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 Дж/(моль·К)),
- ( T ) – температура в Кельвинах.
- Прежде всего, переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
[
T = 7 °C + 273.15 = 280.15 , K.
]
Затем необходимо определить давление. При нормальном атмосферном давлении ( P ) составляет 101325 Па (или 1 атм).
Теперь подставим известные значения в уравнение состояния газа:
[
n = \frac{PV}{RT}.
]
Подставим значения:
[
n = \frac{101325 , \text{Па} \times 6 , \text{м}^3}{8.31 , \text{Дж/(моль·К)} \times 280.15 , \text{К}}.
]
- Рассчитаем:
[
n \approx \frac{607950}{2321.63} \approx 261.5 , \text{моль}.
]
Теперь для определения массы азота нужно знать молекулярную массу азота (( N_2 )). Она составляет примерно 28 г/моль или 0.028 кг/моль.
Теперь можно найти массу:
[
m = n \times M = 261.5 , \text{моль} \times 0.028 , \text{кг/моль} \approx 7.33 , \text{кг}.
]
Таким образом, масса азота в баллоне объемом 6 м³ при нормальном атмосферном давлении и температуре 7 градусов Цельсия составляет примерно 7.33 кг.
