Об'єм балона електричної лампи розжарювання 150 см3. Усередині знаходиться 0,4 г газу при температурі 30 град С та тиску 8 * 10 ^ 4 Па. Яким газом наповнена лампа?
Ответы
Відповідь:
Для вирішення цієї задачі потрібно використати рівняння стану ідеального газу, яке має вигляд:
pV = nRT
де p - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини газу (в молях), R - універсальна газова стала, T - температура газу.
Ми знаємо значення об'єму, кількості речовини, температури та тиску газу. Усі одиниці повинні бути відповідним чином перетворені на SI одиниці (м³, кг, К, Па).
У першу чергу необхідно знайти кількість речовини газу, використовуючи масу газу та його молярну масу. Для цього використовується формула:
n = m/M
де n - кількість речовини газу (в молях), m - маса газу (в кілограмах), M - молярна маса газу (в кілограмах на моль).
Значення молярної маси газу можна знайти в таблиці молярних мас хімічних елементів і сполук. Наприклад, якщо газом є гелій (He), то його молярна маса дорівнює 4,0026 г/моль.
Отже, n = 0,4 г / 4,0026 г/моль ≈ 0,1 моль.
Тепер можна знайти вид газу, використовуючи рівняння стану ідеального газу:
pV = nRT
де p = 8 * 10^4 Па, V = 150 см³ = 0,15 м³, n = 0,1 моль, R = 8,31 Дж/(моль·К), T = 30 °C + 273,15 = 303,15 К.
Підставляючи ці значення, отримаємо:
8 * 10^4 Па * 0,15 м³ = 0,1 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * 303,15 К
12000 Дж = 2509 Дж
Отже, згідно з цим рівнянням, газом у лампі є ідеальний газ, який складається з молекул гелію.