Физика. 10 класс
Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, найти плотность смеси газов при температуре 58оС и давлении 63 кПа. Молярную массу примите равной 23,8 г/моль.
Ответ приведите в кг/м3 и округлите до второго знака после запятой.
Вот решение задачи:
1. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
p * V = (m / M) * R * T
где:
p - давление (Па)
V - объем (м³)
m - масса газа (кг)
M - молярная масса (кг/моль)
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К))
T - температура (К)
2. Выразим плотность (ρ) из уравнения:
Плотность ρ = m / V. Преобразуем уравнение Менделеева-Клапейрона:
p = (m / V) * (R * T / M)
p = ρ * (R * T / M)
ρ = (p * M) / (R * T)
3. Переведем данные в систему СИ:
p = 63 кПа = 63 * 10³ Па = 63000 Па
T = 58 °C = 58 + 273,15 = 331,15 К
M = 23,8 г/моль = 23,8 * 10⁻³ кг/моль = 0.0238 кг/моль
4. Подставим значения в формулу для плотности:
ρ = (63000 Па * 0.0238 кг/моль) / (8.314 Дж/(моль*К) * 331,15 К)
ρ ≈ 1505.4 / 2752.9
ρ ≈ 0.547 кг/м³
5. Округлим до второго знака после запятой:
ρ ≈ 0.55 кг/м³
Ответ: Плотность смеси газов равна 0.55 кг/м³.
