Question

Баллон объемом V=20л содержит смесь водорода и азота при температуре T= 290 K и давлении p=1 МПа. Определить массу водорода, если масса смеси равна mсм = 150 г.

Answer 1

Вот как надо было сделать задачу

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

$PV = nRT$

где: P - давление газа (в паскалях, 1 МПа = 10^6 Па) V - объем газа (в литрах, 1 л = 0.001 м^3) n - количество вещества газа (в молях) R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К) или 0.0821 л·атм/(моль·К)) T - абсолютная температура газа (в Кельвинах)

Масса вещества можно выразить через количество вещества и молекулярную массу:

$m = n \cdot M$

где: m - масса вещества (в граммах) n - количество вещества (в молях) M - молекулярная масса вещества (в г/моль)

Для нахождения массы водорода, нам нужно определить количество вещества водорода и его молекулярную массу. Молекулярная масса водорода (H2) равна приблизительно 2 г/моль.

Сначала найдем количество вещества водорода (n) в смеси:

$n = \frac{PV}{RT}$

Подставим значения:

$P = 1 \text{ МПа} = 10^6 \text{ Па}$ $V = 20 \text{ л}$ $R = 0.0821 \text{ л·атм/(моль·К)} \text{ (для литров и атмосфер)}$ $T = 290 \text{ К}$

$n = \frac{10^6 \times 20}{0.0821 \times 290} \approx 758.62 \text{ моль}$

Теперь найдем массу водорода (mH2) в смеси:

$mH2 = n \times MH2$

$mH2 = 758.62 \times 2 \approx 1517.24 \text{ г}$

Ответ: масса водорода в смеси составляет приблизительно 1517.24 г.