Чтобы решить задачу, воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление (в кПа),
- \( V \) — объем (в л),
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (\( R \approx 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \) или \( 8.31 \, \text{кПa·л/(моль·K)} \)),
- \( T \) — абсолютная температура (в К).
Начальные условия:
- \( n = 2 \, \text{моль} \)
- Увеличение температуры в 2,5 раза: \[ T_{\text{кон}} = 2.5 \times T_{\text{нач}} \]
- Увеличение давления на 3 кПа: \[ P_{\text{кон}} = P_{\text{нач}} + 3 \, \text{кПа} \]
Исходя из уравнения состояния, при постоянном объеме (изохорный процесс) мы можем записать:
\[ \frac{P_{\text{кон}}}{T_{\text{кон}}} = \frac{P_{\text{нач}}}{T_{\text{нач}}} \]
Подставим известные величины:
\[ \frac{P_{\text{нач}} + 3}{2.5 T_{\text{нач}}} = \frac{P_{\text{нач}}}{T_{\text{нач}}} \]
Умножим обе стороны на \( T_{\text{нач}} \):
\[ P_{\text{нач}} + 3 = 2.5 P_{\text{нач}} \]
Теперь упростим уравнение:
\[ 3 = 2.5 P_{\text{нач}} - P_{\text{нач}} \]
\[ 3 = 1.5 P_{\text{нач}} \]
Решим это уравнение для \( P_{\text{нач}} \):
\[ P_{\text{нач}} = \frac{3}{1.5} = 2 \, \text{кПа} \]
Таким образом, первоначальное давление аргона равно 2 кПа. Записать число без единиц измерения:
2