Question

Какой объём занимает газ, если он обладает следующими параметрами, давление 1,4 кПа, температурой 27градусов Цельсия, масса 20 граммов, молярная масса 32 г/моль

Answer 1

Уравнение Клапейрона–Менделеева:
p*V = m*R*T/μ
V = m*R*T/(μ*p)
Здесь:
p = 1,4 кПа = 1400 Па – давление газа;
V – объём газа, м³ (надо найти);
m = 20 г = 0,02 кг – масса газа;
R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная;
T = 27 °C = 300 К – температура газа, К;
μ = 32 г/моль = 0,032 кг/моль – молярная масса газа.
Буду писать величины в СИ (все величины перевёл в СИ выше), значит и ответ получится в СИ, т.е. в м³ (сами единицы измерения не буду писать для простоты восприятия):
V = 0,02*8,314*300/(0,032*1400) ≈ 1,11 м³.

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа:

$PV = nRT$

где: $P$ - давление газа (в паскалях), $V$ - объем газа (в м^3), $n$ - количество вещества газа (в молях), $R$ - универсальная газовая постоянная ($R = 8.314 \, \text{Дж/(моль*К)}$), $T$ - абсолютная температура газа (в Кельвинах).

Для начала, переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины: $T(K) = T(°C) + 273.15$ $T(K) = 27 + 273.15 = 300.15 \, \text{К}$

Затем найдем количество вещества газа (количество молей): $n = \frac{\text{масса газа}}{\text{молярная масса газа}}$ $n = \frac{20 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}}$ $n = 0.625 \, \text{моль}$

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, найдем объем газа: $V = \frac{nRT}{P}$ $V = \frac{0.625 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{Дж/(моль*К)} \times 300.15 \, \text{К}}{1.4 \, \text{кПа} \times 1000 \, \text{Па/кПа}}$ $V \approx 14.41 \, \text{м}^3$

Таким образом, объем газа составляет примерно 14.41 м^3 при данных параметрах.