Найдите массу воздуха в классе, где вы занимаетесь, при температуре 20 градусов Цельсия и нормальном атмосферном давлении. Молекулярной массу воздуха принять равной 0,029 кг/моль

Чтобы найти массу воздуха в классе, необходимо использовать основные принципы газовой динамики, а именно уравнение состояния идеального газа.

Шаг 1: Уравнение состояния идеального газа

Для идеального газа уравнение состояния выглядит так:

где:

• $P$ — давление газа (в паскалях),
• $V$ — объем газа (в кубических метрах),
• $n$ — количество вещества газа (в молях),
• $R$ — универсальная газовая постоянная ($8,314$ Дж/(моль·К)),
• $T$ — температура газа (в кельвинах).

Шаг 2: Переводим все в правильные единицы

1. Температура $T = 20^\circ C = 20 + 273,15 = 293,15$ K.
2. Давление $P = 101325$ Па (нормальное атмосферное давление).
3. Молекулярная масса воздуха $M = 0,029$ кг/моль.

Шаг 3: Определение количества вещества $n$

Для того чтобы найти массу, нужно сначала определить количество вещества воздуха в классе. Для этого, перепишем уравнение состояния идеального газа в виде, который позволит найти $n$:

Шаг 4: Найдем массу воздуха

Чтобы найти массу воздуха, нужно умножить количество вещества $n$ на молекулярную массу:

Подставляем выражение для $n$:

Шаг 5: Вставляем все значения

• Давление $P = 101325$ Па,
• Объем $V$ — объем класса (его нужно знать для точных расчетов),
• Температура $T = 293,15$ K,
• Универсальная газовая постоянная $R = 8,314$ Дж/(моль·К),
• Молекулярная масса воздуха $M = 0,029$ кг/моль.

Таким образом, масса воздуха в классе:

Теперь остается только подставить значение объема $V$ в кубических метрах, чтобы получить массу воздуха в килограммах.

Если, например, объем класса составляет 50 м³, то расчет будет следующим:

Таким образом, масса воздуха в классе объемом 50 м³ при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении составит примерно 61,95 кг.