Определите плотность азота при температуре 300 К и давлении 2 атм. Молярная масса азота M = 0,028 кг/моль.

Для того чтобы определить плотность азота при температуре 300 К и давлении 2 атм, можно использовать уравнение состояния идеального газа:

где:

• $P$ — давление,

• $V$ — объем,

• $n$ — количество вещества (в молях),

• $R$ — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),

• $T$ — температура.

Однако для вычисления плотности, нам нужно выразить её через молекулярные параметры. Плотность $\rho$ можно представить как:

где:

• $m$ — масса газа,

• $V$ — объем.

Так как масса $m = nM$ (где $M$ — молярная масса), то плотность можно выразить как:

Используя уравнение состояния газа $n = \frac{PV}{RT}$, получаем:

Теперь подставим известные значения:

• Давление $P = 2$ атм. Для перевода в паскали нужно умножить на 101325: $P = 2 \times 101325 = 202650$ Па.

• Молярная масса $M = 0,028$ кг/моль.

• Температура $T = 300$ К.

• Универсальная газовая постоянная $R = 8,314$ Дж/(моль·К).

Подставляем все значения в формулу:

Выполнив вычисления:

Таким образом, плотность азота при температуре 300 К и давлении 2 атм составляет примерно 2,28 кг/м³.