Question

Какова концентрация молекул газа при нормальных условиях? (Температура 0 градусов и давление 100кПа)

Answer 1

p=100000 Па

T=0°C=273 К

k=1,38*10^-23 Дж/К (постоянная Больцмана)

Найти:n-?

Решение:

p=nkT

n=p/kT= 100000/1,38*10^-23*273≈2,65*10^25 м^-3

Ответ:  2,65*10^25 м^-3

Answer 2

Концентрация газа обычно измеряется в единицах, таких как моли газа на объем (моль/литр) или количество частиц газа на объем (частиц/литр). При нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 100 кПа), концентрация газа может быть рассчитана с использованием идеального газового закона.

Идеальный газовый закон: $PV = nRT$

Где:

• $P$ - давление газа (Паскали)
• $V$ - объем газа (литры)
• $n$ - количество молей газа
• $R$ - универсальная газовая постоянная ($8.314$ Дж/(моль·К))
• $T$ - абсолютная температура (Кельвины)

Мы знаем, что при нормальных условиях $T = 273.15$ К и $P = 100$ кПа ($100000$ Па).

Подставляя известные значения, мы можем рассчитать количество молей газа ($n$): $n = \frac{PV}{RT}$

Учитывая, что у нас нет информации о конкретном газе, давайте для примера используем молекулярный вес водорода ($H_2$), который составляет около $2$ г/моль.

Теперь мы можем рассчитать объем газа, который содержит одну моль водорода при нормальных условиях: $V = \frac{nRT}{P} = \frac{(1 \, \text{моль}) \times (8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}) \times (273.15 \, \text{К})}{100000 \, \text{Па}} \approx 22.71 \, \text{литра}$

Итак, при нормальных условиях, объем одной моли газа составляет примерно $22.71$ литра. Вышеуказанный расчет применяется к идеальному газу и использует приближенные значения. Реальные газы могут отклоняться от идеального поведения при высоких давлениях и низких температурах.