В сосуд объёмом 3,0 л , из которого был предварительно выкачан воздух, при температуре 27°С ввели хлор объёмом 5 л и азот объемом 1,2 л , находившиеся в н.у. Вычислить давление…

Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа и принципом суперпозиции.

Сначала найдем количество молей хлора и азота, используя уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где:

• \( P \) — давление (в Паскалях),
• \( V \) — объём (в литрах, преобразуем в кубические метры),
• \( n \) — количество молей,
• \( R \) — универсальная газовая постоянная (\(R = 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}\)),
• \( T \) — температура в Кельвинах.

Температура \( T = 27°С = 27 + 273 = 300 \, K \).

1. Находим количество молей хлора (\(Cl_2\)):

   • Объём хлора \( V_{Cl_2} = 5 \, л = 0.005 \, м^3 \).
   • Давление в н.у. \( P_{н.у.} = 101325 \, Па \).

   \[ n_{Cl_2} = \frac{P V}{R T} = \frac{101325 \times 0.005}{8.314 \times 300} = \frac{506.625}{2494.2} \approx 0.203 \, моль \]

2. Находим количество молей азота (\(N_2\)):

   • Объём азота \( V_{N_2} = 1.2 \, л = 0.0012 \, м^3 \).

   \[ n_{N_2} = \frac{P V}{R T} = \frac{101325 \times 0.0012}{8.314 \times 300} = \frac{121.59}{2494.2} \approx 0.0488 \, моль \]

3. Суммируем количество молей:

\[ n_{total} = n_{Cl_2} + n_{N_2} \approx 0.203 + 0.0488 \approx 0.2518 \, моль \]

4. Теперь находим общее давление в сосуде:

Объём сосуда \( V_{сосуда} = 3.0 \, л = 0.003 \, м^3 \).

\[ P_{total} = \frac{nRT}{V} = \frac{0.2518 \times 8.314 \times 300}{0.003} \]

\[ P_{total} \approx \frac{625.7924}{0.003} \approx 208597.47 \, Pa \approx 208.6 \, кПа \]

Итак, давление внутри сосуда составляет примерно 208.6 кПа.