Question

Давление кислорода при температуре 100 °C равно 100 кПа. Определите концентрацию молекул кислорода.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

$p = nkT \Rightarrow n = \dfrac{p}{kT} = \dfrac{100000}{1.38*10^{-23} * 373} = 1.943*10^{25} ~m^{-3}$

Answer 2

Для определения концентрации молекул кислорода при данном давлении и температуре можно использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где: P - давление (в паскалях), V - объем (в метрах кубических), n - количество молекул (в молях), R - универсальная газовая постоянная (около 8.314 Дж/(моль·К)), T - абсолютная температура (в кельвинах).

Для начала, переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:

T(K) = 100°C + 273.15 = 373.15 K

Теперь мы можем переписать уравнение в следующем виде:

PV = (nRT)

Давление P равно 100 кПа, что можно перевести в паскали:

P = 100 кПа = 100,000 Па

Теперь мы можем решить уравнение для n (количество молекул кислорода):

n = (PV) / (RT)

n = (100,000 Па * V) / (8.314 Дж/(моль·К) * 373.15 K)

Теперь, чтобы найти концентрацию молекул кислорода, нам нужно разделить количество молекул n на объем V. Пусть V будет в метрах кубических. Поскольку 1 моль газа занимает объем, равный 22.4 литрам при стандартных условиях (0°C и 1 атмосферное давление), то объем V в литрах можно перевести в метры кубические следующим образом:

V (в метрах кубических) = V (в литрах) / 1000

Теперь мы можем рассчитать концентрацию молекул кислорода:

Концентрация (в молекулах/м^3) = (n / V) / 6.022 x 10^23

где 6.022 x 10^23 - это постоянная Авогадро, которая представляет собой количество молекул в одном моле вещества.

Подставим значения:

V (в литрах) = V (в метрах кубических) = V / 1000

Концентрация (в молекулах/м^3) = [(100,000 Па * V) / (8.314 Дж/(моль·К) * 373.15 K) / V / 1000] / 6.022 x 10^23

Рассчитайте концентрацию молекул кислорода, зная значение объема V в метрах кубических.