Какова молярная масса газа, если его плотность составляет 0,25 кг/м³ при температуре 10°C и давлении 10 Па?

Физика 11 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа молярная масса газа плотность газа температура 10°C давление 10 Па физика 11 класс Новый

Чтобы найти молярную массу газа, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа. Оно записывается в следующем виде:

PV = nRT

Где:

• P - давление газа (Па)
• V - объем газа (м³)
• n - количество вещества газа (моль)
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура в Кельвинах (К)

Для начала, нам нужно преобразовать температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

T = 10°C + 273.15 = 283.15 K

Теперь, чтобы выразить количество вещества газа (n) через плотность (ρ), мы можем использовать следующую формулу:

n = m/M

Где:

• m - масса газа (кг)
• M - молярная масса газа (кг/моль)

Также, плотность (ρ) газа связана с его массой и объемом следующим образом:

ρ = m/V

Из этого уравнения мы можем выразить массу:

m = ρV

Теперь подставим это выражение для массы (m) в уравнение состояния идеального газа:

PV = (ρV/M)RT

Мы можем сократить объем (V) с обеих сторон уравнения:

P = (ρ/M)RT

Теперь выразим молярную массу (M):

M = (ρRT)/P

Теперь подставим известные значения:

• ρ = 0.25 кг/м³
• R = 8.31 Дж/(моль·К)
• T = 283.15 K
• P = 10 Па

Подставляем значения в формулу:

M = (0.25 * 8.31 * 283.15) / 10

Теперь давайте посчитаем:

M = (0.25 * 8.31 * 283.15) / 10 = 5.890875

Таким образом, молярная масса газа составляет примерно 5.89 кг/моль.