В сосуде находится газ под давлением 150 кПа при температуре 273°С. Какое количество молекул газа находится при этих условиях в единице объема сосуда?

Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое связывает давление, объем, количество вещества и температуру. Уравнение имеет вид: $PV = nRT$, где $P$ - давление, $V$ - объем, $n$ - количество вещества (в молях), $R$ - универсальная газовая постоянная, $T$ - абсолютная температура (в кельвинах).

Для начала переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины. Температура в кельвинах равна температуре в градусах Цельсия плюс 273.15. Таким образом, 273°C будет равно $273 + 273.15 = 546.15$ К.

Теперь мы можем использовать уравнение идеального газа. Однако, нам нужно найти количество молекул газа в единице объема, а не количество молей. Для этого мы используем постоянную Авогадро ( $N_A$ ), которая показывает количество молекул в одном моле вещества. Она равна примерно $6.022 \times 10^{23}$ молекул/моль.

Для того чтобы найти количество молекул в единице объема, сначала найдем количество молей в этом объеме, используя уравнение идеального газа, а затем умножим это количество на постоянную Авогадро.

Уравнение идеального газа в нашем случае будет выглядеть так: $n = \frac{PV}{RT}$.

Подставим наши данные:

• $P = 150000$ Па (переводим в паскали, так как 1 кПа = 1000 Па)
• $T = 546.15$ К
• $R$ примерно равно $8.314$ Дж/(моль·К)

Итак, давайте рассчитаем количество молей $n$, а затем количество молекул в единице объема.

Количество молекул газа в единице объема сосуда при указанных условиях (давление 150 кПа и температура 273°C) составляет примерно $1.99 \times 10^{25}$ молекул/м³. ​​