Для решения этой задачи используем уравнение Менделеева-Клапейрона:
\[ PV =
u RT \]
где:
* \(P\) - давление газа, Па
* \(V\) - объем газа, м³
* \(
u\) - количество вещества, моль
* \(R\) - универсальная газовая постоянная, 8.314 Дж/(моль·К)
* \(T\) - температура газа, К
Сначала переведем заданные значения в систему СИ:
* \(P = 200 кПа = 200 \times 10^3 Па = 2 \times 10^5 Па\)
* \(V = 40 л = 40 \times 10^{-3} м^3 = 0.04 м^3\)
* \(T = 240 К\)
Теперь выразим количество вещества \(
u\) из уравнения:
\[
u = \frac{PV}{RT} \]
Подставим значения и вычислим:
\[
u = \frac{(2 \times 10^5 Па) \times (0.04 м^3)}{8.314 Дж/(моль·К) \times 240 К} \]
\[
u = \frac{8000}{1995.36} \approx 4.01 моль \]
Таким образом, количество вещества в газе равно примерно 4.01 моль.