Какой объём занимает азот массой 4,6 кг под давлением 2 атм при температуре 27(градусов цельсия)?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

$PV = nRT$

где:

• $P$ — давление газа,
• $V$ — объем,
• $n$ — количество вещества газа (в молях),
• $R$ — универсальная газовая постоянная ($8.31 \, \text{Дж/(моль·К)}$),
• $T$ — температура в Кельвинах.

Шаг 1: Перевести данные в соответствующие единицы

1. Масса азота (N₂): нам дано, что масса азота составляет 4,6 кг. Молекулярная масса азота $M = 28 \, \text{г/моль}$, или $0.028 \, \text{кг/моль}$. Количество вещества $n$ рассчитывается по формуле:

   $$n = \frac{m}{M} = \frac{4.6}{28} \approx 0.164 \, \text{моль}$$

2. Температура: температура задана как 27°C, её нужно перевести в Кельвины:

   $$T = 27 + 273.15 = 300.15 \, \text{К}$$

3. Давление: давление 2 атм. Чтобы использовать его в уравнении, переведем его в паскали (Па). 1 атм = 101325 Па, значит:

   $$P = 2 \times 101325 = 202650 \, \text{Па}$$

Шаг 2: Применить уравнение состояния газа

Теперь можем подставить все значения в уравнение состояния идеального газа:

Отсюда выразим объем $V$:

Подставляем известные значения:

Вычисляем:

Шаг 3: Перевести объем в литры

1 м³ = 1000 литров, поэтому:

Ответ:

Объем азота массой 4,6 кг при давлении 2 атм и температуре 27°C составляет примерно 2.01 литра.