Бутылка вместимостью 0,5 л выдерживает избыточное давление 148 кПа. Какую максимальную массу твердого углекислого газа можно запечатать в бутылке, чтобы она не взорвалась при 300 К? Атмосферное давление равно 101 кПа. Объемом твердого углекислого газа пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы найти максимальную массу твердого углекислого газа, которую можно запечатать в бутылке, необходимо сначала найти разность между избыточным давлением в бутылке и атмосферным давлением:

ΔP = 148 кПа - 101 кПа = 47 кПа

Затем используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nR*T

где P - давление в бутылке, V - объем бутылки, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Можем выразить количество вещества газа n:

n = (PV) / (RT)

Так как мы ищем максимальное количество газа, то можем предположить, что весь объем бутылки занимает углекислый газ, т.е. V = 0.5 л. Также универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль*К).

Подставляем все значения и находим количество вещества газа:

n = (0.5 л 47 кПа) / (8.31 Дж/(мольК) * 300 К)

n = 0.094 моль

Давление твердого углекислого газа можно найти по формуле:

P = nRT / V

P = (0.094 моль 8.31 Дж/(мольК) * 300 К) / 0.5 л

P = 474 кПа

Таким образом, максимальное давление твердого углекислого газа, которое можно запечатать в бутылке без взрыва при 300 К, равно 474 кПа.