Question

2. Знайти густину азоту при температурі Т = 400К та тиску P = 2 МПа.T​

Answer 1

Ответ:

16 кг/м³

Объяснение:

M=28*10^-3 кг/моль (молярная масса азота N2)

p=2*10^6 Па

T=400 K

po=?

===

p*V=(m/M)*R*T

po=m/V

po=p*M/(R*T)=2*10^6*28*10^-3/(8.31*400)=16.85 кг/м³

==========================

Answer 2

Густина газу може бути знайдена за допомогою рівняння стану ідеального газу:

$PV = nRT$

де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість молекул газу (кількість речовини, вимірювана в молях), R - універсальна газова константа, T - температура в абсолютних одиницях (Кельвінах).

Для азоту R ≈ 8.314 Дж/(моль·К) із мольною масою близько 28 г/моль. Перетворимо тиск в Паскалі (1 МПа = 1,000,000 Па).

Тепер ми можемо використовувати рівняння стану, щоб знайти кількість молекул газу (n):

$n = \frac{{PV}}{{RT}}$

Після цього ми можемо використовувати густина, яка визначається як кількість маси (m) на одиницю об'єму (V):

$\rho = \frac{m}{V}$

В молекулярних термінах маса (m) дорівнює масі молекул (mM), де М - мольна маса, і кількість молекул (n):

$m = n \cdot M$

Підставимо це в рівняння для густини:

$\rho = \frac{n \cdot M}{V}$

Тепер ми можемо обчислити густину азоту при заданих умовах:

$n = \frac{{PV}}{{RT}}$

$\rho = \frac{{\frac{{PV}}{{RT}} \cdot M}}{V}$

$\rho = \frac{{P \cdot M}}{{RT}}$

Де: P = 2 МПа = 2,000,000 Па M (мольна маса азоту) ≈ 28 г/моль = 0.028 кг/моль R ≈ 8.314 Дж/(моль·К) T = 400 К

Підставимо ці значення у формулу:

$\rho = \frac{{2,000,000 \cdot 0.028}}{{8.314 \cdot 400}}$

Розрахунок:

$\rho ≈ \frac{{56,000}}{{3,325.6}} ≈ 16.84 \, \text{кг/м}^3$

Густину азоту при температурі T = 400 К та тиску P = 2 МПа становить приблизно 16.84 кг/м³.