Задачи по теме Агрегатное состояние вещества. Законы идеальных газов с решениями
1. Задача - приведение объёма газа к н.у.
Какой объём при н.у. займут 0,4*10-3 м3 газа, находящегося при 50°С и давлении 0,954*105 Па?
Решение задачи. Используем формулу: 
;® 
, где Т0 = 273°К; Р0 = 101,3 кПа = 1,013 * 105 Па;
Т = 50°С + 273 = 323°К; 
0,32 * 10-3 м3.
2. Задача - Расчёт относительной плотности газа по другому газу.
Вычислить плотность этана С2Н6 по водороду и воздуху.
Решение задачи. Используем формулу:
3. Задача - расчёты с применением уравнения состояния идеального газа.
Определить молярную массу газа, если его масса при 13°С и давлении 1,04*102 кПа равна 0,828*10-3 кг, а объём равен 0,327*10-3 м3.
Решение. Используем формулу:
Универсальная газовая постоянная (R) равна 8,3 кДж/кмоль*К ; Т = 13°С + 273 = 286°К;
57,8 кг/кмоль (г/моль).
4. Задача - определение объёма газа при н.у.
Рассчитать объём (н.у.) фосгена COCl2 массой 3*10-3 кг.
Решение: Используем формулу: 
;
М (фосгена) = 98,92 г/моль или 98,92 кг/кмоль
0,682*10-3 м3.
5. Задача - расчёты с использованием числа Авогадро (NA).
Рассчитать массу молекулы газа, если масса газа объёмом 10-3 м3 (н.у.) равна 0,1785*10-3 кг.
Решение. Используем формулу и значение NA = 6,02*1026 кмоль-1. Для нахождения массы одной молекулы необходимо знать число молекул газа (N) в данной массе газа: 
® 
= 0,665*10-26 кг.
6. Задачи - Расчёты с использованием газовых смесей.
Задача. В сосуде объёмом 0,05 м3 смешали 0,02 м3 этилена С2Н4 при исходном давлении 83,950 кПа и 0,015 м3 метана СН4 при исходном давлении 95,940 кПа. Рассчитать давление газовой смеси.
Решение. Используем формулы
Р = РС2Н4 + РСН4; РС2Н4 = 
кПа;
РСН4 = 
кПа;
Р = 33,580 + 28,782 = 62,362 кПа.
Задача. В баллоне объёмом 10-2 м3 при 18°С находится 14*10-3 кг кислорода и 12*10-3 кг аммиака. Определить парциальные давления газов в смеси.
Решение. Используем формулу
Т = 18°С + 273 = 291°К.
= 106 кПа; 
= 171 кПа.
Задача. В сухом воздухе объёмные доли газов (j) равны соответственно: азота (N2) 78,09%; кислорода (О2) 20,95%; аргона (Ar) 0,93%; углекислого газа (CO2) 0,03%. Вычислить парциальные давления этих газов, если давление смеси газов равно 101,325 кПа.
Решение. Используем формулу:
; 
РN2 = j * Р = 0,7809 * 101,325 = 79,125 кПа;
РО2 = j * Р = 0,2095 * 101,325 = 212,28 кПа;
РAr = j * Р = 0,0093 * 101,325 = 0,942 кПа;
РCO2 = 0,0003 * 101,325 = 0,03 кПа.
Задача. Водород объёмом 0,2 * 10-3 м3 собран над водой при 33°С и давлении 96 кПа. Давление (упругость) насыщенного водяного пара при 33°С равно 5,21 кПа. Определить объём сухого водорода при н.у.
Решение задачи. Находим давление сухого водорода по формуле:
Р сухого газа = Р влажного газа – Р водяного пара;
Р сухого водорода = 96 – 5,21 = 90,79 кПа; Т°К = 33°С + 273 = 306.
Используем формулу ® 
;®
= 0,16*10-3 м3.
