В баллоне вместимостью 0,03 м³ находится газ под давлением 1,35×10⁶ Па при температуре 455 градусов Цельсия. Какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях?

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое гласит:

где:

• $P$ — давление газа,
• $V$ — объем газа,
• $n$ — количество молей газа,
• $R$ — универсальная газовая постоянная ($R = 8.31$ Дж/(моль·К)),
• $T$ — температура в Кельвинах.

Однако удобнее использовать закон Бойля-Гей-Люссака, который связывает два состояния одного и того же газа:

где индексы 1 и 2 относятся к начальному и конечному состояниям газа.

Дано:

• Начальный объем: $V_1 = 0.03$ м³
• Начальное давление: $P_1 = 1.35 \times 10^6$ Па
• Начальная температура: $T_1 = 455 + 273 = 728$ К (переводим в Кельвины)
• Конечное давление (нормальное): $P_2 = 101325$ Па (1 атмосфера)
• Конечная температура (нормальная): $T_2 = 273$ К

Найдем объем $V_2$ при нормальных условиях:

Подставляем числа:

Посчитаем это значение.

После вычислений получаем, что объем газа при нормальных условиях составит примерно 0.15 м³. ​​