Какова абсолютная температура азота при давлении 83,1 кПа и плотности 1,4 кг/м3, если молярная масса азота равна 0,028 кг/моль?

Физика Колледж Газовые законы абсолютная температура азота давление 83,1 кПа плотность 1,4 кг/м³ молярная масса азота 0,028 кг/моль Новый

Для нахождения абсолютной температуры азота при заданных условиях, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое записывается в виде:

PV = nRT

где:

• P - давление (в паскалях);
• V - объем (в кубических метрах);
• n - количество вещества (в молях);
• R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К));
• T - абсолютная температура (в кельвинах).

Чтобы использовать это уравнение, нам нужно выразить количество вещества n. Оно может быть найдено через плотность ρ и молярную массу M:

n = m / M

где m - масса газа. Массу можно выразить через плотность и объем:

m = ρV

Таким образом, подставляя m в уравнение для n, получаем:

n = ρV / M

Теперь подставим это значение в уравнение состояния идеального газа:

PV = (ρV / M)RT

Сокращаем объем V с обеих сторон (при условии, что V не равно нулю):

P = (ρ / M)RT

Теперь выразим температуру T:

T = (P * M) / (ρ * R)

Теперь подставим известные значения:

• P = 83,1 кПа = 83100 Па;
• ρ = 1,4 кг/м³;
• M = 0,028 кг/моль;
• R = 8,314 Дж/(моль·К).

Подставляем значения в формулу:

T = (83100 * 0,028) / (1,4 * 8,314)

Теперь посчитаем числитель и знаменатель:

1. Числитель: 83100 * 0,028 = 2326,8;
2. Знаменатель: 1,4 * 8,314 = 11,6396.

Теперь делим числитель на знаменатель:

T = 2326,8 / 11,6396 ≈ 199,5 К.

Таким образом, абсолютная температура азота при давлении 83,1 кПа и плотности 1,4 кг/м³ составляет примерно 199,5 К.