Question

В баллоне объёмом 24 л находится водород при температуре 15 С. После того, как часть его использовали, давление в баллоне понизилось до 4*10в5 степени Па. Определить массу использованного водорода.

Answer 1

фотография решения во вложениях

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать идеальный газовый закон, который гласит, что давление газа пропорционально его температуре и обратно пропорционально его объему и молярной массе. Формула для идеального газа выглядит следующим образом:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Мы можем использовать эту формулу, чтобы найти количество вещества (n) в баллоне перед использованием части водорода. Затем, используя молярную массу водорода, мы сможем определить его массу.

Расчет количества вещества в баллоне

Давление перед использованием части водорода (P1) равно 4*10^5 Па, объем баллона (V1) равен 24 л, температура (T1) равна 15 °C.

Переведем температуру в Кельвины: T1 = 15 °C + 273.15 = 288.15 K

Также, универсальная газовая постоянная (R) равна 8.314 J/(mol·K).

Подставим значения в формулу и решим ее для количества вещества (n):

P1 * V1 = n * R * T1

n = (P1 * V1) / (R * T1)

Расчет массы использованного водорода

После использования части водорода, давление в баллоне (P2) понизилось до 4*10^5 Па.

Используем ту же формулу, но с новым давлением (P2) и объемом (V1):

P2 * V1 = n * R * T1

Мы уже знаем количество вещества (n) из предыдущего расчета. Для определения массы использованного водорода нам понадобится его молярная масса.

Молярная масса водорода (H2) равна приблизительно 2 г/моль.

Масса использованного водорода (m) равна:

m = n * молярная масса водорода

Подставим значения и решим уравнение:

m = n * 2 г/моль

Теперь мы можем рассчитать массу использованного водорода.

Обратите внимание, что в этом решении мы предполагаем, что водород в баллоне ведет себя как идеальный газ. В реальности может быть некоторое отклонение от идеального поведения газа, особенно при высоких давлениях и низких температурах.