Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон идеального газа, который представлен уравнением состояния:
[ PV = nRT ]
где:
- ( P ) — давление (в атмосферах или паскалях)
- ( V ) — объем (в литрах или метрах кубических)
- ( n ) — количество вещества (в молях)
- ( R ) — универсальная газовая постоянная
- ( T ) — температура (в кельвинах)
Шаг 1: Преобразование единиц
Давление:
Давление в задаче дано в мегапаскалях (МПа). 1 МПа = 1,000,000 Па, значит:
[ 9.5 , \text{МПа} = 9.5 \times 10^6 , \text{Па} ]
Объем:
В задаче объем в литрах. Чтобы использовать его в уравнении, нужно перевести литры в метры кубические:
[ 10 , \text{л} = 0.01 , \text{м}^3 ]
Температура:
Температуру, данную в градусах Цельсия, нужно перевести в Кельвины:
[ T = 17 , °C + 273.15 = 290.15 , K ]
Шаг 2: Подставим известные параметры в уравнение
У нас есть:
- ( P = 9.5 \times 10^6 , \text{Па} )
- ( V = 0.01 , \text{м}^3 )
- ( R = 8.314 , \text{Дж/(моль·K)} ) (это универсальная газовая постоянная)
- ( T = 290.15 , K )
Теперь можем подставить эти данные в уравнение для нахождения количества вещества ( n ):
[
n = \frac{PV}{RT}
]
Шаг 3: Подсчитайте количество моль газа
[
n = \frac{(9.5 \times 10^6 , \text{Па}) \cdot (0.01 , \text{м}^3)}{(8.314 , \text{Дж/(моль·K)}) \cdot (290.15 , K)}
]
[
n = \frac{9.5 \times 10^6 \cdot 0.01}{8.314 \cdot 290.15}
]
Шаг 4: Выполним расчеты
Сначала выполним числитель:
[
9.5 \times 10^6 \cdot 0.01 = 9.5 \times 10^5
]
Теперь выполним знаменатель:
[
8.314 \cdot 290.15 \approx 2418.56
]
Теперь подставим все в формулу для ( n ):
[
n = \frac{9.5 \times 10^5}{2418.56} \approx 392.52
]
Ответ
Количество моль газа в сосуде составляет примерно 392.52 моль.