Question

Рассчитайте объем воздуха,необходимый для получения 21л кислорода

Answer 1

V(воздуха)= (V(O2) • 100%)/w(O2)
V(воздуха)= (21л • 100%)/21%=100л

Answer 2

Для решения этой задачи нужно знать условия стандартных условий измерения газов. Объем газа измеряется в стандартных условиях (STP), которые определены как температура 0 градусов Цельсия (273.15 К) и давление 1 атмосферы (101.325 кПа).

Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:

\[ PV = nRT \]

где: - \( P \) - давление газа, - \( V \) - объем газа, - \( n \) - количество вещества (в молях), - \( R \) - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \, \text{Л} \cdot \text{кПа} / \text{моль} \cdot \text{К}\)), - \( T \) - температура в кельвинах.

Мы можем использовать это уравнение, чтобы рассчитать количество молекул кислорода (O₂) в 21 литре газа при стандартных условиях. Кислород представляет собой двухатомный газ (O₂), так что одна молекула O₂ содержит два моля.

1. Сначала рассчитаем количество молекул в 21 литре кислорода при стандартных условиях. Преобразуем объем в кубические метры:

\[ V = 21 \, \text{л} = 0.021 \, \text{м}^3 \]

2. Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, мы можем рассчитать количество молекул. При STP температура \( T \) равна 273.15 К, давление \( P \) равно 101.325 кПа, а универсальная газовая постоянная \( R \) равна 8.314 Л·кПа/(моль·К).

\[ n = \frac{PV}{RT} \]

\[ n = \frac{(101.325 \, \text{кПа})(0.021 \, \text{м}^3)}{(8.314 \, \text{Л} \cdot \text{кПа} / \text{моль} \cdot \text{К})(273.15 \, \text{К})} \]

3. Теперь умножим количество молекул на 2, так как каждая молекула O₂ содержит два моля:

\[ \text{Количество молекул O₂} = 2n \]

Рассчитаем это:

\[ \text{Количество молекул O₂} = 2 \left( \frac{(101.325 \, \text{кПа})(0.021 \, \text{м}^3)}{(8.314 \, \text{Л} \cdot \text{кПа} / \text{моль} \cdot \text{К})(273.15 \, \text{К})} \right) \]

Проведенные вычисления дают количество молекул кислорода при стандартных условиях.