Чтобы ответить на этот вопрос, нужно учесть два основных принципа: принцип относительности Галилея и принцип постоянства скорости света.
Принцип относительности Галилея говорит о том, что законы физики должны быть одинаковыми во всех инерциальных системах отсчета. Это значит, что если мы перейдем из одной инерциальной системы отсчета в другую, то законы физики должны сохраниться.
Принцип постоянства скорости света говорит о том, что скорость света в вакууме остается постоянной и не зависит от скорости источника света или наблюдателя.
Теперь рассмотрим вопрос. Свет идет от первой кометы к второй и должен иметь одинаковую скорость в обеих системах отсчета. Поэтому, вне зависимости от скорости кометы, скорость света, испущенного первой кометой, в системе отсчета, связанной с другой кометой, также должна быть равна скорости света в вакууме (с).
PV = nRT,
где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество вещества газа,
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура газа в абсолютной шкале.
Сначала нужно вычислить количество вещества газа (n) с использованием данной массы (m) и молярной массы (M) бутана:
n = m/M.
Молярная масса бутана (M) равна 58,124 г/моль.
n = 0,50 кг / 58,124 г/моль = 0,00861 моль.
Теперь можно использовать уравнение PV = nRT для расчета давления газа (P).
Переведем температуру из градусов Цельсия в абсолютную шкалу Кельвина, добавив 273,15:
T = 25 + 273,15 = 298,15 K.
Теперь подставим все известные значения в уравнение:
P * 5,0 л = 0,00861 моль * 0,0821 л ⋅ атм/(К ⋅ моль) * 298,15 K.
После упрощения выражения, получим:
P = (0,00861 моль * 0,0821 л ⋅ атм/(К ⋅ моль) * 298,15 K) / 5,0 л.
Выполняем рассчет:
P = 0,0416 атм.
Таким образом, давление газа составляет 0,0416 атм (или округленно 0,04 атм) при указанных условиях.