Інші форми запису універсального рівняння
Крім записаної вище форми універсального рівняння стану ідеального газу, існує рівняння стану, які використовують інші величини. Наведемо їх нижче:
- P * V = m / M * R * T;
- P * V = N * kB * T;
- P = ρ * R * T / M.
В цих рівностях m – маса газу ідеального, N – число частинок в системі, ρ – густина газу, M – значення молярної маси.
Нагадаємо, що записані вище формули справедливі тільки в разі використання одиниць системи СІ для всіх фізичних величин.
Приклад завдання
Отримавши необхідні теоретичні відомості, розв’яжемо наступну задачу. Чистий азот знаходиться при тиску 1,5 атм. у балоні, обсяг якого становить 70 літрів. Необхідно визначити кількість молів ідеального газу і його масу, якщо відомо, що він знаходиться при температурі 50 °C.
Для початку запишемо всі одиниці вимірювання в СІ:
1) P = 1,5 * 101325 = 151987,5 Па;
2) V = 70 * 10-3 = 0,07 м3;
3) T = 50 + 273,15 = 323,15 К.
Підставимо тепер ці дані в рівняння Клапейрона-Менделєєва, отримаємо значення кількості речовини:
- n = P * V / (R * T) = 151987,5 * 0,07 / (8,314 * 323,15) = 3,96 моль.
Для визначення маси азоту слід згадати його хімічну формулу та показати значення молярної маси в таблиці Менделєєва для цього елемента:
- M(N2) = 14 * 2 = 0,028 кг/моль.
Маса газу буде дорівнювати:
- m = n * M = 3,96 * 0,028 = 0,111 кг.
Таким чином, кількість азоту в балоні дорівнює 3,96 моль, його маса становить 111 грам.
