Question

Баллон емкостью 10 л вмещает при 27 °C один моль кислорода. Под каким давлением находится кислород в этом баллоне? Ответ выразить в килопаскалях, миллиметрах ртутного столба и в атмосферах.

Answer 1

Дано:

V = 10 л;

T = 27 °C;

n = 1 моль.

Найти:

p — ?

СИ:

27 °C = 300 К.

Решение:

Задачу решаем по формуле Менделеева-Клапейрона.

‣ pV = nRT; где: p - давление (Па), V - объём (л), n - количество вещества (моль), R - молярная газовая постоянная, равная 8,31 Дж ÷ (моль · К), T - температура (К).

Выражаем давление и подставляем значения.

p = nRT ÷ V = ( 1 моль · 8,31 Дж ÷ (моль · К) · 300 К ) ÷ 10 л = 249,3 (Па).

249,3 Па = 0,2493 кПа.

10⁵ Па = 1 атм   ⇒   249,3 Па = 0,002493 атм.

133,3 Па = 1 мм.рт.ст.   ⇒   249,3 Па ≈ 1,87 мм.рт.ст.

Ответ: 0,2493 кПа;  0,002493 атм;  1,87 мм.рт.ст.

Answer 2

Используем уравнение состояния идеального газа:

pV = nRT

где p - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Заменяем известные значения:

p * 10 = 1 * 8,31 * 300

p = 24,93 кПа

Ответ: кислород в баллоне находится под давлением 24,93 кПа, что равно примерно 196 мм рт. ст. или 0,25 атмосфер.