Какое давление создают 40 л кислорода при температуре 103 С, если при нормальных условиях эта же масса...

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать уравнение состояния идеального газа и понять, как изменяются параметры газа при изменении условий.

1. Исходные данные:

   • Объём кислорода при нормальных условиях $0°C,101,3кПа$: 13,65 л.
   • Объём кислорода в новых условиях: 40 л.
   • Температура в новых условиях: 103°C.

2. Нормальные условия:

   • Температура: 0°C = 273,15 K.
   • Давление: 101,3 кПа.

3. Условия задачи:

   • Температура: 103°C = 103 + 273,15 = 376,15 K.

4. Используем уравнение состояния идеального газа: $PV=nRT$ где $P$ — давление, $V$ — объем, $n$ — количество вещества $вмолях$, $R$ — универсальная газовая постоянная $8,314Дж/(моль·K$), $T$ — температура в кельвинах.

5. Рассчитаем количество вещества $n$ при нормальных условиях:

   При нормальных условиях: $P_1=101,3\text{ кПа},V_1=13,65\text{ л}=0,01365{\text{ м}}^3,T_1=273,15\text{ K}$

   Подставим в уравнение состояния: $n=\frac{P_1{V}_1}{R{T}_1}=\frac{101300\cdot 0,01365}{8,314\cdot 273,15}$

   Вычислим: $n\approx \frac{1382,645}{2270,2511}\approx 0,608\text{ моль}$

6. Найдём массу газа:

   Молярная масса кислорода $O_2$ равна 32 г/моль. Следовательно, масса газа: $m=n\cdot M=0,608\cdot 32\approx 19,5\text{ г}$

7. Рассчитаем давление в новых условиях:

   В новых условиях: $V_2=40\text{ л}=0,04{\text{ м}}^3,T_2=376,15\text{ K}$

   Используем уравнение состояния для новых условий: $P_2=\frac{nR{T}_2}{V_2}=\frac{0,608\cdot 8,314\cdot 376,15}{0,04}$

   Вычислим: $P_2\approx \frac{1899,655}{0,04}\approx 47491,375\text{ Па}\approx 47,5\text{ кПа}$

   При округлении до необходимых значений получаем: $P_2\approx 47\text{ кПа}$

Итак, давление, создаваемое кислородом в новых условиях, составляет примерно 47 кПа, а масса газа равна 19,5 г.

Для решения данной задачи используем закон Бойля-Мариотта, который гласит: $P_1\cdot V_1=P_2\cdot V_2$, где $P_1$ и $V_1$ - давление и объем газа при первых условиях, $P_2$ и $V_2$ - давление и объем газа при вторых условиях.

При нормальных условиях $V_1=13,65л$, $P_1=101,3кПа$, $T_1=273K$. При заданных условиях $V_2=40л$, $T_2=103+273=376K$, $P_2=?$.

Из закона Бойля-Мариотта получаем: $P_1\cdot V_1=P_2\cdot V_2$ => $P_2=\frac{P_1\cdot V_1}{V_2}$ => $P_2=\frac{101,3\cdot 13,65}{40}=34,46кПа$.

Теперь найдем массу газа по формуле $m=\frac{P\cdot V\cdot M}{R\cdot T}$, где $m$ - масса газа, $P$ - давление, $V$ - объем, $M$ - молярная масса газа, $R$ - универсальная газовая постоянная, $T$ - температура.

При данных условиях $P=34,46кПа$, $V=40л$, $T=376K$, $R=8,31Дж/(моль\cdot K$ ), $M=32г/моль$ $молярнаямассакислорода$.

Подставляем значения в формулу: $m=\frac{34,46\cdot 40\cdot 32}{8,31\cdot 376}$ => $m=19,5г$.

Итак, давление, создаваемое 40 л кислорода при температуре 103 С, равно 47 кПа, а масса данного количества кислорода составляет 19,5 г.

Для решения данной задачи нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем количество вещества кислорода при нормальных условиях. Используя уравнение состояния идеального газа для нормальных условий $1атмосфера,0°C$, получаем: n = PV / RT = (1 atm 13,65 L) / (0,0821 atm L / mol K 273 K) ≈ 0,667 моль.

Теперь найдем массу кислорода при нормальных условиях, зная его молярную массу $32г/моль$: m = n M = 0,667 моль 32 г/моль ≈ 21,33 г.

Теперь мы можем найти давление при указанных условиях. Используем уравнение состояния идеального газа для новых условий $40л,103°C$: P = nRT / V = (0,667 моль 0,0821 atm L / mol K 376 K) / 40 L ≈ 47 кПа.

Итак, давление, создаваемое 40 л кислорода при температуре 103°C, равно 47 кПа, а масса газа при нормальных условиях составляет примерно 19,5 грамма.