Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:
PV = mRT
Где:
P - давление газа (в паскалях)
V - объем газа (в метрах кубических)
m - масса газа (в килограммах)
R - универсальная газовая постоянная (имеет значение 8,314 Дж/(моль·К))
T - температура газа (в кельвинах)
В данной задаче у нас известны следующие значения:
P = 8,4 * 10^4 Па
m = 0,3 кг
T = 280 К
Мы должны найти значение V.
Для начала, переведем единицы измерения массы в килограммы. У нас дана масса в килограммах, поэтому нам не нужно выполнять какие-либо дополнительные преобразования.
Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:
Давайте теперь разберемся с размерностями единиц измерения. Обратим внимание, что Н (ньютон) равен Дж/м, а Дж/(моль·К) равен Па·м^3/(моль·К). Поэтому у нас получится следующая размерность:
Па * м^3 = кг * Па * м^3/(моль·К) * К
Здесь метры кубические сокращаются, и мы получаем:
PV = mRT
Где:
P - давление газа (в паскалях)
V - объем газа (в метрах кубических)
m - масса газа (в килограммах)
R - универсальная газовая постоянная (имеет значение 8,314 Дж/(моль·К))
T - температура газа (в кельвинах)
В данной задаче у нас известны следующие значения:
P = 8,4 * 10^4 Па
m = 0,3 кг
T = 280 К
Мы должны найти значение V.
Для начала, переведем единицы измерения массы в килограммы. У нас дана масса в килограммах, поэтому нам не нужно выполнять какие-либо дополнительные преобразования.
Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:
(8,4 * 10^4 Па) * V = (0,3 кг) * (8,314 Дж/(моль·К)) * (280 К)
Давайте теперь разберемся с размерностями единиц измерения. Обратим внимание, что Н (ньютон) равен Дж/м, а Дж/(моль·К) равен Па·м^3/(моль·К). Поэтому у нас получится следующая размерность:
Па * м^3 = кг * Па * м^3/(моль·К) * К
Здесь метры кубические сокращаются, и мы получаем:
Па = кг/(моль·К)
Таким образом, размерность справа и слева равна.
Теперь решим уравнение относительно V:
V = (0,3 кг) * (8,314 Дж/(моль·К)) * (280 К) / (8,4 * 10^4 Па)
После упрощения получаем:
V = 0,3 кг * 8,314 Дж/(моль·К) * 280 К / (8,4 * 10^4 Па)
Теперь выполним необходимые вычисления:
V = 0,3 * 8,314 * 280 / (8,4 * 10^4)
V = 0,992376 м^3
Таким образом, объем газа равен примерно 0,992376 метрам кубическим.