Для решения задачи, связанной с определением количества вещества (молей) газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT, ]
где:
( P ) — давление газа (в паскалях),( V ) — объем газа (в кубических метрах),( n ) — количество вещества газа (в молях),( R ) — универсальная газовая постоянная (( R \approx 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} )),( T ) — температура (в кельвинах).
Давайте последовательно подставим известные значения и найдем количество молей газа.
Шаг 1: Преобразование единиц
Давление: У нас дано давление ( P = 4563,08 \, \text{кПа} ). Переведем его в паскали (1 кПа = 1000 Па): [ P = 4563,08 \, \text{кПа} \times 1000 \, \text{Па/кПа} = 4563080 \, \text{Па}. ]
Объем: Объем газа ( V = 1000 \, \text{л} ). Переведем его в кубические метры (1 л = 0,001 м³): [ V = 1000 \, \text{л} \times 0,001 \, \text{м³/л} = 1 \, \text{м³}. ]
Температура: Температура уже дана в кельвинах ( T = 292,2 \, \text{K} ).
Для решения задачи, связанной с определением количества вещества (молей) газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT, ]
где:
( P ) — давление газа (в паскалях),( V ) — объем газа (в кубических метрах),( n ) — количество вещества газа (в молях),( R ) — универсальная газовая постоянная (( R \approx 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} )),( T ) — температура (в кельвинах).Давайте последовательно подставим известные значения и найдем количество молей газа.
Шаг 1: Преобразование единицДавление:
У нас дано давление ( P = 4563,08 \, \text{кПа} ). Переведем его в паскали (1 кПа = 1000 Па):
[
P = 4563,08 \, \text{кПа} \times 1000 \, \text{Па/кПа} = 4563080 \, \text{Па}.
]
Объем:
Объем газа ( V = 1000 \, \text{л} ). Переведем его в кубические метры (1 л = 0,001 м³):
[
V = 1000 \, \text{л} \times 0,001 \, \text{м³/л} = 1 \, \text{м³}.
]
Температура:
Шаг 2: Подставляем значения в уравнение состоянияТемпература уже дана в кельвинах ( T = 292,2 \, \text{K} ).
Теперь подставим все значения в уравнение:
[
Шаг 3: Изолирование переменной ( n )4563080 \, \text{Па} \times 1 \, \text{м³} = n \times 8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 292.2 \, \text{K}.
]
Решим уравнение относительно ( n ):
[
n = \frac{PV}{RT}.
]
Подставим известные значения:
[
Шаг 4: Вычислениеn = \frac{4563080 \, \text{Па} \times 1 \, \text{м³}}{8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 292.2 \, \text{K}}.
]
Сначала вычислим знаменатель:
[
8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 292.2 \, \text{K} \approx 2437.244 \, \text{Дж/моль}.
]
Теперь подставим в формулу для ( n ):
Ответ[
n = \frac{4563080 \, \text{Па}}{2437.244 \, \text{Дж/моль}} \approx 1873.43 \, \text{моль}.
]
Количество вещества газа ( n \approx 1873.43 \, \text{моль} ).