Чтобы определить, какой объем воздуха необходимо подвергнуть фракционной перегонке для выделения 140 граммов азота, воспользуемся следующими данными:

Объемная доля азота в воздухе составляет 78%, что можно выразить как 0,78.Молярная масса азота $N_2$ составляет 28 г/моль.

Сначала найдем, сколько молей азота содержится в 140 граммах:

$$n=\frac{m}{M}=\frac{140\text{г}}{28\text{г/моль}}=5\text{моль}$$

Теперь, учитывая, что в воздухе азот составляет 78%, количество молей воздуха, из которого можно было бы выделить 5 моль азота, можно найти по следующей формуле:

$$n<em>\text{воздуха}=\frac{n</em>\text{азота}}{\text{доля азота}}=\frac{5\text{моль}}{0.78}\approx 6.41\text{моль}$$

Теперь, чтобы найти объем воздуха, используем уравнение состояния идеального газа, которое гласит, что один моль газа при нормальных условиях $0°C,1атм$ занимает приблизительно 22.4 литра:

$$V<em>\text{воздуха}=n</em>\text{воздуха}\cdot V_m=6.41\text{моль}\cdot 22.4\text{л/моль}\approx 143.78\text{л}$$

Таким образом, для выделения 140 граммов азота необходимо подвергнуть фракционной перегонке приблизительно 144 литра воздуха.