Для того чтобы определить количество молей газа в данном объеме при заданных условиях, необходимо воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:
[ PV = nRT ]
где:
- ( P ) — давление газа,
- ( V ) — объем газа,
- ( n ) — количество молей газа,
- ( R ) — универсальная газовая постоянная,
- ( T ) — температура газа в Кельвинах.
Дано:
- ( P = 500 ) Па,
- ( V = 8.3 ) м³,
- ( T = 250 ) К.
Универсальная газовая постоянная ( R ) равна ( 8.314 ) Дж/(моль·К).
Необходимо найти ( n ) — количество молей газа.
Перепишем уравнение состояния идеального газа в нужной нам форме:
[ n = \frac{PV}{RT} ]
Теперь подставим данные значения в уравнение:
[ n = \frac{500 \, \text{Па} \times 8.3 \, \text{м}^3}{8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} \times 250 \, \text{К}} ]
Рассчитаем числитель и знаменатель отдельно для удобства:
Числитель:
[ 500 \, \text{Па} \times 8.3 \, \text{м}^3 = 4150 \, \text{Па·м}^3 ]
Знаменатель:
[ 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} \times 250 \, \text{К} = 2078.5 \, \text{Дж/моль} ]
Теперь разделим числитель на знаменатель:
[ n = \frac{4150 \, \text{Па·м}^3}{2078.5 \, \text{Дж/моль}} ]
Единицы Паскаль·м³ и Джоуль эквивалентны, поэтому они сократятся:
[ n \approx 1.996 \, \text{моль} ]
Округлим до двух знаков после запятой:
[ n \approx 2.00 \, \text{моль} ]
Таким образом, в объеме 8.3 м³ при давлении 500 Па и температуре 250 К содержится приблизительно 2.00 молей газа.