Для того чтобы оценить массу воздуха объемом 1 м³ при нормальном атмосферном давлении и температуре 300 K, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT, ]
где:
- ( P ) — давление,
- ( V ) — объем,
- ( n ) — количество вещества (в молях),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (( R = 8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} )),
- ( T ) — температура в кельвинах.
При нормальном атмосферном давлении ( P = 101325 \, \text{Па} ) и объеме ( V = 1 \, \text{м}^3 ), уравнение принимает вид:
[ 101325 \times 1 = n \times 8.314 \times 300. ]
Решая это уравнение для ( n ), получаем:
[ n = \frac{101325}{8.314 \times 300} \approx 40.87 \, \text{моль}. ]
Теперь необходимо определить массу воздуха. Средняя молярная масса воздуха составляет примерно 29 г/моль, так как воздух состоит в основном из азота (( \approx 78\% )) и кислорода (( \approx 21\% )), с небольшими примесями других газов.
Масса воздуха ( m ) будет равна:
[ m = n \times \text{молярная масса} \approx 40.87 \times 29 \, \text{г/моль} \approx 1185.23 \, \text{г}. ]
Таким образом, масса воздуха объемом 1 м³ при данных условиях составляет примерно 1185 г, что соответствует варианту Г) 1 кг.