Для решения данной задачи используем уравнение состояния идеального газа:
\[ PV = nRT \]
где
- \( P \) — давление,
- \( V \) — объем,
- \( n \) — количество молей газа,
- \( R \) — универсальная газовая постоянная,
- \( T \) — температура.
- Для первого состояния газа:
- Объем \( V_1 = 3V_0 \)
- Давление \( P_1 = p_0 \)
- Температура \( T_1 = T_0 \)
Согласно уравнению состояния:
\[ p_0 \cdot 3V_0 = n_1 \cdot R \cdot T_0 \]
Следовательно,
\[ n_1 = \frac{p_0 \cdot 3V_0}{R \cdot T_0} \]
- Для второго состояния газа:
- Объем \( V_2 = 6V_0 \)
- Давление \( P_2 = 2p_0 \)
- Температура \( T_2 = 2T_0 \)
Согласно уравнению состояния:
\[ 2p_0 \cdot 6V_0 = n_2 \cdot R \cdot 2T_0 \]
Следовательно,
\[ n_2 = \frac{2p_0 \cdot 6V_0}{R \cdot 2T_0} = \frac{2p_0 \cdot 6V_0}{2R \cdot T_0} = \frac{p_0 \cdot 6V_0}{R \cdot T_0} \]
Теперь можем найти соотношение \( n_2 \) и \( n_1 \):
\[ n_2 = 2n_1 \]
Подставим найденное значение \( n_1 \):
\[ n_2 = 2 \cdot \frac{p_0 \cdot 3V_0}{R \cdot T_0} = \frac{6p_0V_0}{R \cdot T_0} \]
Таким образом, количество молей газа \( n_2 \) при заданных условиях составляет 2 моль.
