Для решения задачи можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление (в атмосферах),
- \( V \) — объем (в литрах),
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная,
- \( T \) — температура (в Кельвинах).
Сначала нужно узнать количество молей \( n \) азота (N₂). Молярная масса азота (N₂) составляет примерно 28 г/моль. Чтобы найти количество вещества, используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( m \) — масса газа (в граммах),
- \( M \) — молярная масса газа (в г/моль).
Для 56 г азота:
\[ n = \frac{56 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моля} \]
Теперь нужно перевести температуру из Цельсия в Кельвины:
\[ T = 127 °C + 273 = 400 \, K \]
Теперь подставим все известные значения в уравнение состояния идеального газа:
\[ P = 4 \, \text{атм} \] \[ n = 2 \, \text{моль} \] \[ R = 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/(моль} \cdot \text{K)} \] \[ T = 400 \, K \]
Теперь у нас есть все данные для вычисления объема \( V \):
\[ V = \frac{nRT}{P} \]
Подставим значения:
\[ V = \frac{2 \, \text{моля} \cdot 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/(моль} \cdot \text{K)} \cdot 400 \, K}{4 \, \text{атм}} \]
\[ V = \frac{65.68}{4} \]
\[ V = 16.42 \, \text{л} \]
Таким образом, объем азота при данных условиях составит примерно 16.42 литра.