физической лаборатории манометр зафиксировал давление разрежённого газа 0,07 МПа, который находится в закрытом сосуде объёмом 4 л. Определи температуру газа (44 г/моль), если его масса 24 г. (Ответ округли до целых.) 1
Для решения задачи мы будем использовать уравнение состояния идеального газа, которое имеет вид:
\[ PV = nRT, \]
где:
- \( P \) — давление (в паскалях),
- \( V \) — объем (в кубических метрах),
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (\( R = 8,31 \, \text{Дж/(моль·К)} \)),
- \( T \) — температура (в кельвинах).
### Шаг 1: Приведение данных к необходимым единицам
- Давление \( P = 0,07 \, \text{МПа} = 0,07 \times 10^6 \, \text{Па} = 70000 \, \text{Па} \).
- Объем \( V = 4 \, \text{л} = 4 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 \).
- Масса газа \( m = 24 \, \text{г} = 0,024 \, \text{кг} \).
- Молярная масса газа \( M = 44 \, \text{г/моль} = 0,044 \, \text{кг/моль} \).
### Шаг 2: Определение количества вещества \( n \)
Количество вещества можно найти по формуле:
\[ n = \frac{m}{M}, \]
где:
- \( m \) — масса газа,
- \( M \) — молярная масса.
Подставляем значения:
\[ n = \frac{0,024}{0,044} \approx 0,545 \, \text{моль}. \]
### Шаг 3: Подставление значений в уравнение состояния газа
Теперь, подставим все известные значения в уравнение состояния газа:
\[ 70000 \, \text{Па} \cdot 4 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 = 0,545 \, \text{моль} \cdot 8,31 \, \text{Дж/(моль \cdot К)} \cdot T. \]
### Шаг 4: Выразим температуру \( T \)
Упрощаем уравнение:
\[ 70000 \cdot 0,004 = 0,545 \cdot 8,31 \cdot T, \]
\[ 280 = 4,53 \cdot T, \]
откуда можем выразить \( T \):
\[ T = \frac{280}{4,53} \approx 61,8 \, \text{К}. \]
### Шаг 5: Округление результата
Округляем до целых:
\[ T \approx 62 \, \text{К}. \]
### Ответ
Температура газа составляет примерно **62 К**.