Чтобы найти количество вещества в газе, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT ]
где ( P ) — давление, ( V ) — объем, ( n ) — количество вещества, ( R ) — универсальная газовая постоянная, ( T ) — температура в кельвинах.
Для начала переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:
[ T = -13°C + 273.15 = 260.15 \, K ]
Далее переведем объем из литров в кубические метры (поскольку стандартная единица объема в СИ — кубические метры):
[ V = 30 \, л = 0.03 \, м^3 ]
Давление уже дано в килопаскалях, что соответствует стандартной единице измерения в СИ:
[ P = 500 \, кПа = 500 \times 10^3 \, Па ]
Универсальная газовая постоянная ( R ) составляет примерно ( 8.314 \, J/(mol⋅K) ).
Теперь подставим все известные значения в уравнение идеального газа и найдем ( n ):
[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{500 \times 10^3 \, Па \times 0.03 \, м^3}{8.314 \, J/(mol⋅K) \times 260.15 \, K} ]
[ n = \frac{15000 \, Па \cdot м^3}{2163.789 \, J/mol} \approx 6.93 \, mol ]
Таким образом, количество вещества в газе при заданных условиях составляет примерно 6.93 моля.