3. 10 г кислорода находятся под давлением 0,303 МПа при температуре −10 °C. После нагревания при постоянном давлении кислород занял объём 10 л. Найти начальный объём и конечную температуру газа.

Начальный объём. Используем уравнение Менделеева—Клапейрона: \(pV=\frac{m}{M}RT\).

Для кислорода \(M=0.032\) кг/моль; \(m=0.010\) кг, \(p=0.303\cdot10^6\) Па, \(T_1=-10+273.15=263.15\) К.

\(V_1=\frac{mRT_1}{Mp}=\frac{0.010\cdot8.31\cdot263.15}{0.032\cdot0.303\cdot10^6}\approx0.00225\) м³ = 2.25 л.

Конечная температура. Давление постоянно, поэтому \(\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\).

\(T_2=T_1\frac{V_2}{V_1}=263.15\cdot\frac{10}{2.25}\approx1171\) К.

В градусах Цельсия это примерно \(1171-273.15=898\) °C.

Ответ: начальный объём примерно 2.25 л; конечная температура примерно 1171 К (898 °C).