Для определения плотности разрежённого газа мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое можно записать в следующем виде:
\[ \rho = \frac{PM}{RT} \]
где:
- \(\rho\) - плотность газа (кг/м³),
- \(P\) - давление (Па),
- \(M\) - молярная масса газа (кг/моль),
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К)),
- \(T\) - температура (К).
Давайте подставим известные значения:
- Давление \(P = 0,2 \text{ МПа} = 200000 \text{ Па}\).
- Молярная масса газа \(M = 28 \text{ г/моль} = 0,028 \text{ кг/моль}\).
- Температура \(T = 27 \text{ °C} = 27 + 273 = 300 \text{ K}\).
- Универсальная газовая постоянная \(R = 8,31 \text{ Дж/(моль·К)}\).
Подставим значения в формулу:
\[ \rho = \frac{200000 \times 0,028}{8,31 \times 300} \]
Теперь проведем расчеты:
\[ \rho = \frac{5600}{2493} \approx 2,25 \text{ кг/м³} \]
Таким образом, плотность разрежённого газа составляет приблизительно 2,25 кг/м³.