Какой газ массой 8 г при температуре 27 °C и давлении 150 кПа занимает объем 4,15 л?

Физика 11 класс Газовые законы газ масса температура давление объём физика 11 класс расчёты Идеальный газ уравнение состояния Новый

Ответ:

Для решения задачи нам необходимо определить, какой газ соответствует заданным условиям: масса 8 г, температура 27 °C и давление 150 кПа, а объем составляет 4,15 л.

Дано:

• P = 150 кПа = 150000 Па (перевели давление в паскали)
• V = 4,15 л = 4,15 * 10^-3 м³ (перевели объем в кубические метры)
• T = 27 °C = 300 K (перевели температуру в Кельвины, добавив 273)
• m = 8 г = 0,008 кг (перевели массу в килограммы)
• R = 8,314 Дж/(моль·К) (газовая постоянная)

Теперь мы можем рассчитать количество вещества (n) газа, используя уравнение состояния идеального газа:

n = (P * V) / (R * T)

Подставим известные значения:

n = (150000 * 4,15 * 10^-3) / (8,314 * 300)

Теперь вычислим числитель и знаменатель:

• Числитель: 150000 * 4,15 * 10^-3 = 622,5
• Знаменатель: 8,314 * 300 = 2494,2

Теперь подставим результаты в формулу:

n = 622,5 / 2494,2 ≈ 0,249 моль

Теперь, зная количество вещества, можем вычислить молярную массу (M) газа:

M = m / n

Подставим значения:

M = 0,008 / 0,249 ≈ 0,032 г/моль

Умножим на 1000, чтобы получить молярную массу в граммах на моль:

M ≈ 32 г/моль

Молярная масса 32 г/моль соответствует кислороду (O2). Таким образом, мы можем заключить, что данный газ — это кислород.

Объяснение:

В данном решении мы последовательно применили уравнение состояния идеального газа, чтобы найти количество вещества, а затем использовали это количество для нахождения молярной массы. Это позволяет нам определить, какой газ соответствует заданным параметрам. Важно помнить, что для точного расчета необходимо правильно переводить единицы измерения и использовать актуальные данные.