Question

14 БАЛЛОВ! Определите давление 18 кг кислорода, находящегося в сосуде ёмкостью 1,7м³. Температура кислорода 17°C.

Answer 1

Уравнение Клапейрона-Менделеева: pv = (m/μ)*RT

T = 273 + 17 = 290K

μ – молярная масса, для молекулярного кислорода равна 32; R – газовая постоянная = 8,314 (в СИ)

Тогда:

p = (m/μ)*RT/v = (18/32)*8,314*290/1,7 ≈ 798 Па ≈ 0,8  кПа

Answer 2

Для определения давления кислорода в данном сосуде, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

$PV = nRT$

где:

• P - давление газа (в паскалях),
• V - объем сосуда (в кубических метрах),
• n - количество вещества газа (в молях),
• R - универсальная газовая постоянная (приближенное значение: $R \approx 8.31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}$),
• T - температура газа (в кельвинах).

Сначала нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

$T_{\text{К}} = T_{\text{°C}} + 273.15$ $T_{\text{К}} = 17°C + 273.15 = 290.15 \, \text{К}$

Теперь можем вычислить количество вещества $n$ кислорода, используя массу $m$ и молярную массу $M$ кислорода:

$n = \frac{m}{M}$

Молярная масса кислорода составляет приблизительно 32 г/моль.

$m = 18 \, \text{кг} = 18000 \, \text{г}$ $M = 32 \, \text{г/моль}$

$n = \frac{18000 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 562.5 \, \text{моль}$

Теперь можно вычислить давление $P$:

$P = \frac{nRT}{V}$

$P = \frac{562.5 \, \text{моль} \times 8.31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)} \times 290.15 \, \text{К}}{1.7 \, \text{м}^3}$

$P \approx 68927 \, \text{Па}$

Таким образом, давление кислорода в сосуде составляет примерно 68,927 кПа (килопаскалей) или 689.27 гПа (гектопаскалей).