Question

азот находится в закрытом сосуде объемом 2 л при температуре 17 градусов и давлении 3 атм. Найти плотность азота при данных условиях. (Срочно надо )

Answer 1

Ответ:

ρ ≈ 3.5 кг/м³

Объяснение:

ДАНО

V = 2л = 2 · 10⁻³ м³ - объём азота

р = 3 атм = 303 975 Па = 3,03975 · 10⁵ Па - давление

Т = 17 + 283 = 290 К - температура

M = 28 · 10⁻³ кг/моль - молярная масса азота

R = 8.31 Дж/(моль· К) - универсальная газовая постоянна

НАЙТИ

ρ - ? - плотность азота

РЕШЕНИЕ

Уравнение Клапейрона-Менделеева:

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

$p = \dfrac{m}{MV} RT$

$p = \dfrac{\rho }{M} RT$

$\rho = \dfrac{pM}{RT}$

$\rho = \dfrac{3.03975\cdot10^5 \cdot 28\cdot 10^{-3}}{8.31\cdot290} \approx 3.5 ~(kg/m^{3})$

Answer 2

1) Уравнение Менделеева-Клапейрона для идеального газа:

Р*V = (m/M)*R*T

где: Р - давление газа , Па. Р = 3 атм = 303975 Па

V - объем газа, м³  ; V = 2 л = 0,002 м³

R - универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль*К)

T - температура, °К. T = 17 + 273 = 290°К  

М - молярная масса газа, кг/моль; М = 28 г/моль = 0,028 кг/моль

2) Разделим обе части уравнения на V и учитывая, что плотность равна:

ρ = m/V

получаем:

Р = (m/V*M)*R*T

Отсюда плотность равна:

ρ = Р*М\(R*T

)

ρ = 303975*0,028/(8,314*290) = 3,53 кг/м³

Ответ: 3,53 кг/м³

Answer 3

Для расчета плотности азота при заданных условиях используется уравнение состояния идеального газа:

$PV = nRT,$

где:

• $P$ - давление (в атмосферах),
• $V$ - объем (в литрах),
• $n$ - количество вещества (в молях),
• $R$ - универсальная газовая постоянная ($0.08206 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К}$),
• $T$ - температура (в Кельвинах).

Сначала необходимо перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

$T (\text{К}) = T (\text{°C}) + 273.15.$

В вашем случае, температура 17 градусов Цельсия будет равна:

$T = 17 + 273.15 = 290.15 \, \text{К}.$

Теперь подставим известные значения в уравнение:

$PV = nRT.$

Перепишем уравнение для плотности $\rho$, используя массу $m$ вместо количества вещества $n$:

$PV = \frac{m}{M} RT,$

где:

• $\rho$ - плотность (в $\text{г} / \text{л}$),
• $m$ - масса (в граммах),
• $M$ - молярная масса азота ($28.02 \, \text{г/моль}$).

Выразим массу $m$ через плотность $\rho$ и объем $V$:

$m = \rho V.$

Подставляем это выражение в уравнение:

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

Теперь можно выразить плотность $\rho$:

$\rho = \frac{PM}{RT}.$

Подставляем известные значения:

$\rho = \frac{3 \, \text{атм} \times 28.02 \, \text{г/моль}}{0.08206 \, \text{л} \cdot \text{атм/моль/К} \times 290.15 \, \text{К}}.$

Рассчитываем:

$\rho \approx 1.154 \, \text{г/л}.$

Итак, плотность азота при заданных условиях (2 л, 17 °C, 3 атм) составляет около 1.154 г/л.