3. Определить температуру аммиака NH3, находящегося под давлением 2,1 ∙ 105 Па, если его объем 0,02 м3, а масса 0,03 кг. Какова плотность аммиака при данных условиях? Какое давление установится в сосуде, если газ нагреть на 100 К?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = mRT

где P - давление газа, V - объем газа, m - масса газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в К.

Определим температуру аммиака при заданных условиях:

P = 2,1 ∙ 10^5 Па
V = 0,02 м^3
m = 0,03 кг
R = 8,31 Дж/(моль∙К) (универсальная газовая постоянная)
Молярная масса NH3 = 17 г/моль

Перейдем к молям газа:
n = m / М = 0,03 / 17 ∙ 10^-3 = 1,76 моль

Подставляем значения в уравнение:

2,1 ∙ 10^5 ∙ 0,02 = 1,76 ∙ 8,31 ∙ T
T = 2,1 ∙ 10^5 ∙ 0,02 / (1,76 ∙ 8,31) = 22,51 K

Температура аммиака равна 22,51 K

Определим плотность аммиака при заданных условиях:

Плотность газа рассчитывается по формуле:

ρ = m/V = 0,03 / 0,02 = 1,5 кг/м^3

Определим давление, которое установится в сосуде, если нагреть газ на 100 K:

Исходные условия: P1 = 2,1 ∙ 10^5 Па, T1 = 22,51 K
Из уравнения состояния идеального газа получаем:

P1 / T1 = P2 / T2

P2 = P1 ∙ T2 / T1 = 2,1 ∙ 10^5 ∙ (22,51 + 100) / 22,51 = 8,64 ∙ 10^5 Па

Давление, которое установится в сосуде после нагрева газа на 100 K, равно 8,64 ∙ 10^5 Па.