Для решения этой задачи необходимо воспользоваться уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Поскольку в начальном состоянии лежащее в сосуде вещество - азот, а затем добавляется кислород, давление в задаче отнести только к азоту нельзя.

Рассчитаем количество молей азота по формуле: n = PV/(RT) = (60кПа 20л)/(8.31288К) ≈ 0.486 моль.

Так как давление пропорционально количеству вещества, и нам дано, что давление увеличилось до 100кПа, то n_азота = P_азота V / (R T), где P_азота = 60 кПа, V = 20 л, T = 15 + 273 = 288К

n_азота = (100 кПа 20 л) / (8.31 288 К) ≈ 0.649 моль.

Таким образом, количество добавленного кислорода составит: n = n_кислорода - n_азота ≈ 0.649 - 0.486 ≈ 0.163 моль.

Молярная масса кислорода равна 32 г/моль, следовательно, масса кислорода, которую нужно добавить, будет: m = n M = 0.163 моль 32 г/моль ≈ 5.216 г.