Question

Масса углекислого газа 2,5∙10-3 кг. Какой объем при н.у. занимает этот газ?

Answer 1

Ответ:

Углекислый газ заданной массы занимает объем 1,28 литров.

Объяснение:

Масса углекислого газа m(CO₂) = 2,5*10⁻³ кг = 2,5 г

Найдем количество вещества углекислого газа в данной массе.

Молярная масса M(CO₂) = 12 + 2 * 16 = 44 г/моль

Количество вещества:

$\displaystyle n = \frac{m}{M} =\frac{2,5\;g}{44\;g/mol} =0,057\;mol$

Количество вещества углекислого газа 0,057 моль.

По следствию из закона Авогадро 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л (при н.у.).

V(CO₂) = n*Vₐ = 0,057 моль * 22,4 л/моль = 1,28 л.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам понадобится учитывать закон состояния идеального газа (уравнение состояния газов):

$PV = nRT$,

где:

• $P$ - давление газа,
• $V$ - объем газа,
• $n$ - количество вещества газа (в молях),
• $R$ - универсальная газовая постоянная ($8.314\, \text{Дж/(моль·К)}$),
• $T$ - температура в Кельвинах.

При нормальных условиях (н.у.), давление газа равно $P = 101325\, \text{Па}$, а температура $T = 273.15\, \text{К}$.

Масса газа $m$ связана с количеством вещества $n$ следующим образом:

$m = n \cdot M$,

где $M$ - молярная масса газа.

Для углекислого газа $CO_2$, молярная масса $M$ равна примерно $44.01\, \text{г/моль}$ или $0.04401\, \text{кг/моль}$.

Молярное количество вещества $n$ можно выразить через массу $m$ и молярную массу $M$:

$n = \frac{m}{M}$.

Теперь мы можем подставить $n$ в уравнение состояния идеального газа:

$PV = \frac{m}{M}RT$.

Мы ищем объем $V$, так что можно выразить его:

$V = \frac{m}{M} \cdot \frac{RT}{P}$.

Теперь подставим известные значения:

$V = \frac{2.5 \times 10^{-3}\, \text{кг}}{0.04401\, \text{кг/моль}} \cdot \frac{8.314\, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 273.15\, \text{К}}{101325\, \text{Па}}$.

Вычислив это выражение, получим значение объема $V$, который занимает углекислый газ при нормальных условиях.