В сосуде объёмом V = 20 л находится азот при температуре t = 15 °C под давлением p₁ = 60 кПа. Определите массу кислорода, которую необходимо добавить в сосуд с азотом при той же температуре, чтобы давление на стенки сосуда возросло до значения p₂ = 100 кПа.

При неизменных объёме и температуре добавленный кислород создаёт прирост давления Δp = p₂ − p₁ = 100 − 60 = 40 кПа = 40000 Па.

Переведём величины в СИ: V = 20 л = 0,020 м³; T = 15 + 273,15 = 288,15 К. По уравнению идеального газа количество добавленного кислорода равно n = ΔpV/(RT).

n = (40000 · 0,020)/(8,314 · 288,15) ≈ 0,334 моль.

Молярная масса кислорода M(O₂) = 0,032 кг/моль. Тогда m = nM ≈ 0,334 · 0,032 ≈ 0,0107 кг = 10,7 г.

Ответ: необходимо добавить около 10,7 г кислорода.