Для решения задачи нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа, которое имеет вид:

P * V = n * R * T

где:

• P - давление газа (в паскалях),
• V - объем газа (в кубических метрах),
• n - количество вещества (в молях),
• R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К)),
• T - температура (в кельвинах).

Шаг 1: Определение давления газа.

Давление, указанное в задаче, составляет 0,04 МПа. Мы должны перевести это значение в паскали:

0,04 МПа = 0,04 * 10^6 Па = 40000 Па.

Однако, это давление является манометрическим, то есть оно измеряется относительно атмосферного давления. Чтобы получить абсолютное давление, необходимо добавить барометрическое давление:

P = P_манометрическое + P_атмосферное = 40000 Па + 103990 Па = 143990 Па.

Шаг 2: Перевод температуры в кельвины.

Температура в задаче равна 80°C. Чтобы перевести в кельвины, нужно использовать следующую формулу:

T(K) = T(°C) + 273.15 = 80 + 273.15 = 353.15 K.

Шаг 3: Подставляем известные значения в уравнение состояния идеального газа.

Теперь мы можем подставить все известные значения в уравнение:

143990 Па * 4 м³ = n * 8.31 Дж/(моль·К) * 353.15 K.

Шаг 4: Решаем уравнение для n.

n = (143990 Па * 4 м³) / (8.31 Дж/(моль·К) * 353.15 K).

Теперь вычислим значение n:

n ≈ (575960) / (2935.79) ≈ 196.1 моль.

Шаг 5: Определение массы углекислого газа.

Теперь, чтобы найти массу углекислого газа, используем формулу:

m = n * M,

где M - молярная масса углекислого газа (CO2), которая составляет примерно 44 г/моль.

Подставляем значение n:

m = 196.1 моль * 44 г/моль = 8648.4 г.

Шаг 6: Преобразуем массу в килограммы.

8648.4 г = 8.6484 кг.

Ответ: Масса углекислого газа в сосуде объемом 4 м³ при температуре 80°C и давлении 0,04 МПа составляет примерно 8.65 кг.