Номер 11, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 11. Агрегатные состояния веществ и фазовые переходы - номер 11, страница 83.

Условие.

11. Азот находится в закрытом сосуде объёмом 500 мл под давлением 156 кПа при температуре 22 °С. Приведите объём газа к нормальным условиям.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V_1 = 500$ мл

$P_1 = 156$ кПа

$t_1 = 22$ °С

Нормальные условия (н.у.):

$P_2 = P_н = 101.325$ кПа

$t_2 = t_н = 0$ °С

Перевод в систему СИ:

$V_1 = 500 \text{ мл} = 500 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 5 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$P_1 = 156 \text{ кПа} = 156 \cdot 10^3 \text{ Па}$

$T_1 = t_1 + 273.15 = 22 + 273.15 = 295.15$ К

$P_2 = 101.325 \text{ кПа} = 101.325 \cdot 10^3 \text{ Па}$

$T_2 = t_2 + 273.15 = 0 + 273.15 = 273.15$ К

Найти:

$V_2$ — ?

Решение:

Поскольку азот находится в закрытом сосуде, его масса и количество вещества остаются постоянными. Для описания изменения состояния газа при постоянном количестве вещества можно использовать объединенный газовый закон (уравнение Клапейрона):

$\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}$

Из этого уравнения выразим искомый объем газа при нормальных условиях $V_2$:

$V_2 = \frac{P_1 V_1 T_2}{P_2 T_1}$

Подставим числовые значения в полученную формулу. Давление можно оставить в килопаскалях (кПа), а объем в миллилитрах (мл), так как единицы измерения в числителе и знаменателе сократятся, и результат для объема будет получен в миллилитрах.

$V_2 = \frac{156 \text{ кПа} \cdot 500 \text{ мл} \cdot 273.15 \text{ К}}{101.325 \text{ кПа} \cdot 295.15 \text{ К}}$

$V_2 = \frac{21305700}{29906.58375} \text{ мл} \approx 712.42$ мл

Округлим результат до трех значащих цифр, как в наименее точном из исходных данных (156 кПа).

$V_2 \approx 712$ мл

Ответ: объем газа при нормальных условиях составит примерно 712 мл.