Question

Балон об'ємом 50 л заповнений молекулами нітрогену має масу 3 кг Яка температура в балоні Якщо тиск всередині 1МПа ​

Answer 1

Відповідь:

температура в балоні становить близько -52 °C (або 221 К).

Пояснення:

Для вирішення цієї задачі використовується ідеальний газовий закон:

PV = nRT,

де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість молекул газу (в молях), R - універсальна газова стала та T - температура газу в абсолютних одиницях (Кельвінах).

Для розрахунку температури необхідно спочатку визначити кількість молекул газу в балоні:

n = m/M,

де m- маса газу в балоні, а M - молярна маса газу (у г/моль). Для молекули N2 M = 28 г/моль.

Отже, n = 3000 г / 28 г/моль ≈ 107,1 моль.

Далі можна записати рівняння ідеального газового закону для молекул N2 у балоні:

P × V = n × R × T,

або

T = P × V / (n × R).

Підставляючи в це рівняння дані з умови задачі, отримуємо:

T = 1 МПа × 50 л / (107,1 моль × 8,31 Дж/(моль·К)) ≈ 221 К.

Answer 2

Для розрахунку температури в балоні, використаємо ідеальний газовий закон, який встановлює зв'язок між тиском, об'ємом, кількістю речовини та температурою газу. Закон має наступний вигляд:

PV = nRT

де: - P - тиск газу (в даному випадку, 1 МПа) - V - об'єм газу (50 л) - n - кількість речовини (в даному випадку, молекули азоту) - R - універсальна газова стала (8.314 Дж/(моль·К)) - T - температура газу (що ми хочемо знайти)

Ми можемо перетворити цей закон, щоб виразити температуру:

T = PV / (nR)

Давайте підставимо відомі значення:

T = (1 МПа) * (50 л) / (3 кг * 8.314 Дж/(моль·К))

Переведемо одиниці в СІ:

T = (1 * 10^6 Па) * (0.05 м^3) / (3 кг * 8.314 Дж/(моль·К))

Розрахуємо значення:

T ≈ 20 000 К

Таким чином, температура в балоні при тиску 1 МПа буде приблизно 20 000 К. Зверніть увагу, що це дуже висока температура, оскільки ми використовуємо ідеальний газовий закон, який не враховує взаємодію між молекулами газу.