4. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, получите формулу для расчета массы воздуха в аудитории, учитывая что молярная масса воздуха М=0.029 кг/моль.
Ответы
Уравнение Менделеева-Клапейрона связывает давление (P), объем (V), количество вещества (n) и температуру (T) идеального газа следующим образом:
PV = nRT
где:
- P - давление газа (в паскалях, Па)
- V - объем газа (в метрах кубических, м³)
- n - количество вещества газа (в молях, моль)
- R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль·К)
- T - абсолютная температура газа (в кельвинах, К)
Молярная масса вещества (M) связана с массой (m) и количеством вещества (n) следующим образом:
m = n * M
Если мы хотим рассчитать массу воздуха (m) в аудитории, то нам необходимо знать количество вещества (n) и объем (V) воздуха. Мы также знаем молярную массу воздуха (M).
Давление воздуха в аудитории обычно близко к атмосферному давлению, которое составляет примерно 101,3 кПа (или 101 300 Па). Объем аудитории можно измерить.
Температура в данной задаче нужна в кельвинах (абсолютной шкале), поэтому необходимо перевести температуру в градусах Цельсия (°C) в кельвины (K) и использовать абсолютную температуру.
Подставив известные значения в уравнение Менделеева-Клапейрона, мы можем рассчитать количество вещества (n):
101300 Па * V = n * 8.314 Дж/моль·К * T
После этого мы можем рассчитать массу воздуха (m) с использованием молярной массы (M):
m = n * M
Таким образом, формула для расчета массы воздуха в аудитории будет выглядеть так:
m = (101300 Па * V) / (8.314 Дж/моль·К * T) * M
Где:
- m - масса воздуха в аудитории (в килограммах, кг)
- V - объем аудитории (в метрах кубических, м³)
- T - абсолютная температура воздуха (в кельвинах, К)
- M - молярная масса воздуха (0.029 кг/моль)