Question

Определить плотность водорода Н2 при температуре 170С и давлении 2,9.105Па.

Answer 1

Ответ:

ρ = 0,16 кг/м³

Объяснение:

Дано:

T = 170 °С = 443,15 °К

$p = 2,9 * 10^{5}$ Па

R = 8,31 Дж/моль * К

$M = 2 * 10^{-3}$ г/моль (молярная масса водорода)

Найти:

ρ - ?

Решение:

Уравнение Менделеева - Клапейрона:

$pV = \frac{m}{M} RT$

$V = \frac{m}{\rho}$

$p\frac{m}{\rho} = \frac{m}{M} RT$

$\frac{p}{\rho} = \frac{RT}{M}$

$\rho = \frac{pM}{RT}$

$\rho = \frac{2,9 *10^{5 } * 2 * 10^{-3} }{8,31 * 443,15} = 0,16$ кг/м³

Answer 2

Для определения плотности вещества можно использовать уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где: - \(P\) - давление газа, - \(V\) - объем газа, - \(n\) - количество вещества (в молях), - \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \, \text{Дж} \, \text{моль}^{-1} \, \text{К}^{-1}\)), - \(T\) - температура в Кельвинах.

Мы можем выразить количество вещества \(n\) через массу (\(m\)) и молекулярную массу (\(M\)):

\[n = \frac{m}{M}\]

Теперь мы можем подставить это выражение в уравнение состояния идеального газа:

\[PV = \frac{m}{M}RT\]

Разрешим это уравнение относительно плотности (\(\rho\)), которая определяется как масса на единицу объема (\(\rho = \frac{m}{V}\)):

\[\rho = \frac{P M}{RT}\]

Теперь мы можем подставить значения для заданных параметров:

\[P = 2.9 \times 10^5 \, \text{Па}\] \[T = 170 \, \text{C} = 443 \, \text{K} \, (\text{преобразуем температуру в Кельвины})\] \[R = 8.314 \, \text{Дж} \, \text{моль}^{-1} \, \text{К}^{-1}\] \[M = 2 \times 10^{-3} \, \text{кг/моль} \, (\text{молекулярная масса водорода})\]

\[\rho = \frac{(2.9 \times 10^5 \, \text{Па}) \times (2 \times 10^{-3} \, \text{кг/моль})}{(8.314 \, \text{Дж} \, \text{моль}^{-1} \, \text{К}^{-1}) \times (443 \, \text{K})}\]

Решив это выражение, получим значение плотности водорода при заданных условиях температуры и давления.