Question

4. Рассчитайте плотность кислорода при температуре t = 27°C и давлении 1,6-10° Па. На сколько изменится плотность кислорода при повышении температуры на 10к при постоянном давлении. помогите, пожалуйста.​

Answer 1

Ответ:

1) плотность кислорода равна ≈ 20,5 кг/м³

2) плотность уменьшится на ≈0,6 кг/м³

Объяснение:

Кислород

М = 0,032 кг/моль - молярная масса двухатомного кислорода

T₁ = 27 + 273 = 300K

p = 1.6·10⁶ Па (изменила условие: вместо 1,6-10° Па)

R = 8.31 Дж/(моль К)

T₂ = T₁ + ΔT = 310K

-----------------

ρ₁ -?    Δρ - ?

-----------------

Плотность вычисляется по формуле

$\rho = \dfrac{m}{V}~~~~~~~~~~~(1)$

По закону Клапейрона-Менделеева

$pV = \dfrac{m}{M} RT$

откуда объём газа

$V = \dfrac{mRT}{pM}~~~~~~~~~~(2)$

Подставим выражение (2) в формулу (1) и получим

$\rho_1 = \dfrac{pM}{RT_1} = \dfrac{1.6\cdot10^6\cdot 0.032}{8.31\cdot 300} \approx 20.5 ~(kg/m^3).$

При повышении температуры и постоянном давлении плотность уменьшится и станет равной

$\rho_2 = \dfrac{pM}{R\cdot T_2} = \dfrac{1.6\cdot10^6\cdot 0.032}{8.31\cdot 310} \approx 19.9 ~(kg/m^3).$

Итак, плотность уменьшилась на

Δρ = ρ₁ - ρ₂ = 20,5 - 19,9 = 0,6 (кг/м³)

Answer 2

Для расчета плотности кислорода при заданных условиях, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Начнем с расчета плотности кислорода при температуре 27°C и давлении 1,6 * 10^5 Па.

Для этого нам понадобится молярная масса кислорода (M). Молярная масса кислорода составляет примерно 32 г/моль.

Рассчитаем количество вещества (n) кислорода:

n = PV / RT

где P = 1,6 * 10^5 Па, R = 8,314 Дж/(моль·К), T = 27°C + 273,15 К.

n = (1,6 * 10^5 Па * V) / (8,314 Дж/(моль·К) * (27°C + 273,15 К))

Теперь рассчитаем объем (V) с помощью идеального газового закона:

V = (n * R * T) / P

V = ((1,6 * 10^5 Па * V) / (8,314 Дж/(моль·К) * (27°C + 273,15 К))) * (8,314 Дж/(моль·К) * (27°C + 273,15 К)) / (1,6 * 10^5 Па)

V = V

Таким образом, плотность кислорода при температуре 27°C и давлении 1,6 * 10^5 Па останется неизменной.

Для рассчета изменения плотности кислорода при повышении температуры на 10 К при постоянном давлении, мы можем использовать формулу идеального газового закона:

P1V1/T1 = P2V2/T2

где P1 и T1 - исходное давление и температура, V1 - исходный объем, P2 и T2 - измененное давление и температура, V2 - измененный объем.

У нас дано постоянное давление, поэтому формула упрощается до:

V1/T1 = V2/T2

Изначально V1 = V2 (объем остается неизменным), поэтому уравнение принимает вид:

T1 = T2

Таким образом, плотность кислорода не изменится при повышении температуры на 10 К при постоянном давлении.