Каково будет давление в теплоизолированном сосуде объемом 44,8 дм3, после добавления 84 г молекулярного азота при той

Описание:

Для решения этой задачи используем уравнение состояния идеального газа — уравнение Клапейрона-Менделеева. Уравнение имеет вид:

PV = nRT

Где:
P — давление газа
V — объем газа
n — количество вещества (в молях)
R — универсальная газовая постоянная
T — температура газа в абсолютной шкале (Кельвин)

В данной задаче мы знаем объем сосуда (44,8 дм3), изначальное количество гелия (2 моля) и массу добавленного азота (84 г). Для вычисления количества вещества азота (n) воспользуемся формулой:

n = масса / молярная масса

Молярная масса азота (N2) составляет 28 г/моль, значит:

n(азот) = 84 г / 28 г/моль = 3 моль

Теперь мы можем вычислить общее количество вещества газа (n) в сосуде:

n = n(гелий) + n(азот) = 2 моля + 3 моля = 5 молей

Подставим известные значения в уравнение Клапейрона-Менделеева и выразим давление:

P * 44,8 дм3 = 5 молей * R * T

Так как теплоизолированный сосуд означает, что температура остается const, то мы можем предположить, что температура в сосуде осталась неизменной, и соответственно T можно вынести за скобки:

P = (5 молей * R * T) / 44,8 дм3

Таким образом, давление в сосуде после добавления азота составит (5 молей * константа * T) / 44,8 дм3.

Пример использования:
У нас есть теплоизолированная емкость объемом 44,8 дм3, в которой изначально содержится 2 моля гелия. Мы добавляем 84 г молекулярного азота. Каково будет давление в емкости после добавления азота при неизменной температуре?

Совет:
Для удобства в данной задаче рекомендуется работать с единицами измерения, которые соответствуют уравнению Клапейрона-Менделеева — атмосферы для давления, литры для объема, моли для количества вещества и Кельвины для температуры.

Упражнение:
У вас есть теплоизолированный сосуд объемом 80 л, в котором содержится 4 моля гелия при температуре 300 К. Сколько молей водорода нужно добавить в сосуд, чтобы давление осталось неизменным, при условии, что температура остается постоянной? Молярная масса водорода (H2) составляет 2 г/моль.