Для решения данной задачи нам необходимо использовать формулу, в которой связаны объем газа, его число молей и концентрация молекул. Эта формула называется уравнением идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - объем газа, n - число молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Для начала, нужно учесть, что азот находится в сосуде при нормальных условиях, что означает при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении.
1. Определение числа молей азота:
Мы знаем, что наполненный сосуд имеет объем 10 л (V = 10 л). Также, при нормальных условиях, давление воздуха составляет примерно 1 атмосферу (P = 1 атм). Из уравнения идеального газа, мы можем выразить число молей газа:
n = PV / RT.
Заменяем значения в формуле:
n = (1 атм) * (10 л) / (0,0821 * 273 К).
Рассчитываем:
n = 10 / 22,414 = 0,446 моль.
Ответ: Число молей азота в сосуде равно 0,446 моль.
2. Определение массы азота:
Масса азота можно вычислить, зная число молей и молярную массу азота. Молярная масса азота равна примерно 28 г/моль.
m = n * M,
где m - масса газа, n - число молей газа, M - молярная масса газа.
Заменяем значения:
m = 0,446 моль * 28 г/моль.
Рассчитываем:
m = 12,488 г.
Ответ: Масса азота в сосуде равна 12,488 г.
3. Определение концентрации молекул в сосуде:
Концентрация молекул газа можно выразить, поделив число молей на объем:
C = n / V.
Заменяем значения:
C = 0,446 моль / 10 л.
Рассчитываем:
C = 0,0446 моль/л.
Ответ: Концентрация молекул азота в сосуде равна 0,0446 моль/л.
Таким образом, мы определили число молей азота (0,446 моль), массу азота (12,488 г) и концентрацию молекул азота (0,0446 моль/л) в данном сосуде емкостью 10 л при нормальных условиях.
