Сколько кислорода в баллоне 40 л при давлении 15 МПа

Решение по шагам

1. 1

   Шаг 1. Почему здесь не работает молярный объём

   Значение 22,4 л/моль верно только при нормальных условиях. В баллоне давление примерно в 150 раз выше атмосферного, поэтому нужно уравнение Менделеева — Клапейрона:

   $pV = \dfrac{m}{M} R T$, то есть $pV = nRT$

   Оно связывает все параметры газа сразу и работает при любых (не слишком экстремальных) условиях.

2. 2

   Шаг 2. Согласуем единицы измерения

   Самое опасное место в задаче. Удобная форма записи постоянной: $R = 8{,}31$ кПа·л/(моль·К) — тогда давление берём в килопаскалях, а объём в литрах.

   $p = 15$ МПа $= 15\,000$ кПа, $V = 40$ л, $T = 27 + 273 = 300$ К, $M(\mathrm{O_2}) = 32$ г/моль.

   Альтернатива: Па и м³, тогда $p = 1{,}5 \cdot 10^7$ Па, $V = 0{,}04$ м³ — результат будет тот же.