Давайте рассмотрим оба вопроса по порядку и решим их.
1. Найти температуру ( T ) (в градусах Кельвина), если ( v = 87.2 ) моль, ( P = 90579 ) Па, ( V = 7.2 ) м³.
Используем уравнение состояния идеального газа (закон Менделеева-Клапейрона):
[ PV = vRT ]
Где:
- ( P ) — давление (в паскалях),
- ( V ) — объём (в м³),
- ( v ) — количество вещества (в молях),
- ( T ) — температура (в градусах Кельвина),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(K·моль).
Нам нужно найти температуру ( T ). Переставим уравнение, чтобы выразить ( T ):
[ T = \frac{PV}{vR} ]
Теперь подставим известные значения:
[ P = 90579 \text{ Па} ]
[ V = 7.2 \text{ м}^3 ]
[ v = 87.2 \text{ моль} ]
[ R = 8.31 \text{ Дж/(K·моль)} ]
Подставляем значения в формулу:
[ T = \frac{90579 \cdot 7.2}{87.2 \cdot 8.31} ]
Выполним вычисления:
- Сначала вычислим числитель:
[ 90579 \cdot 7.2 = 652168.8 ]
- Теперь знаменатель:
[ 87.2 \cdot 8.31 = 724.632 ]
- Теперь разделим числитель на знаменатель:
[ T = \frac{652168.8}{724.632} \approx 899.82 ]
Таким образом, температура ( T ) составляет приблизительно 899.82 К.
2. Найти температуру ( T ) (в градусах Кельвина), если ( T = 400 ) K, ( P = 13030.08 ) Па, ( V = 5 ) м³.
В данном случае наблюдается некорректность в постановке вопроса, так как температура ( T ) уже дана. Если необходимо проверить корректность значений и вычислить количество вещества ( v ) для данной температуры, воспользуемся уравнением:
[ PV = vRT ]
Переставим уравнение, чтобы выразить ( v ):
[ v = \frac{PV}{RT} ]
Подставим известные значения:
[ P = 13030.08 \text{ Па} ]
[ V = 5 \text{ м}^3 ]
[ T = 400 \text{ К} ]
[ R = 8.31 \text{ Дж/(K·моль)} ]
Подставляем значения в формулу:
[ v = \frac{13030.08 \cdot 5}{8.31 \cdot 400} ]
Выполним вычисления:
- Сначала вычислим числитель:
[ 13030.08 \cdot 5 = 65150.4 ]
- Теперь знаменатель:
[ 8.31 \cdot 400 = 3324 ]
- Теперь разделим числитель на знаменатель:
[ v = \frac{65150.4}{3324} \approx 19.6 ]
Таким образом, количество вещества ( v ) составляет приблизительно 19.6 моль.