Question

За температури -23 °С газ займає об'єм 60л. Яким буде об'єм газу при температурі 227 °С Тиск газу змінився?

Answer 1

Дано:

t₁ = -23°C    T₁ = 273-23 = 250 К

V₁ = 60 л

t₂ = 227°C    T₂ = 273+227 = 500 К

__________

V₂ - ?

Считая, что давление газа НЕ ИЗМЕНИЛОСЬ, воспользуемся законом Гей-Люссака:

V₂/V₁ = T₂/T₁

V₂ = V₁*(T₂/T₁) = 60 * (500/250) = 60*2 = 120 л

(Здесь мы не переводили объем в СИ, поскольку имеет место ОТНОШЕНИЕ величин)

Answer 2

Для вирішення цього завдання ми можемо використати ідеальний газовий закон:

PV = nRT

де: P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість молекул газу (кількість речовини), R - універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвінах.

Спочатку, для знаходження кількості речовини (n), переведемо вихідну температуру з °C в Кельвіни:

Температура в Кельвінах (Т) = -23 °C + 273.15 = 250.15 К

Тепер знаходимо кількість речовини (n1) при початковій температурі:

n1 = (PV1) / (RT1)

де: V1 = 60 л (початковий об'єм), P - початковий тиск (тиск при -23 °C), R - універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·К)), T1 - початкова температура в Кельвінах (250.15 К).

Тепер, для знаходження нового об'єму (V2) при температурі 227 °C, знайдемо кількість речовини (n2) за допомогою ідеального газового закону:

n2 = (PV2) / (RT2)

де: V2 - новий об'єм (що шукаємо), P - новий тиск (тиск при 227 °C), R - універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·К)), T2 - нова температура в Кельвінах (227 °C + 273.15 = 500.15 К).

Тепер можемо встановити пропорцію за кількістю речовини:

n1 / n2 = V1 / V2

Підставимо значення n1 і n2:

V1 / V2 = (PV1 * RT2) / (PV2 * RT1)

Відновимо V2:

V2 = (PV2 * RT1 * V1) / (PV1 * RT2)

Тепер можемо підставити відомі значення:

V1 = 60 л (початковий об'єм), T1 = 250.15 К (початкова температура), T2 = 500.15 К (нова температура).

Відомо, що тиск змінився (P1 ≠ P2), але вихідних даних про тиск не надано. Тому ми не можемо точно відповісти на другу частину запитання про зміну тиску газу.

Розрахуємо об'єм газу (V2) за нової температури:

V2 = (60 л * 250.15 К * T2) / (60 л * 500.15 К)

V2 = (250.15 К * T2) / 500.15 К

V2 ≈ 125 л

Таким чином, об'єм газу при температурі 227 °C становитиме приблизно 125 л.