Question

Баллон, содержащий азот массой m=1 кг, при испытании взорвался при температуре T1=630K.При температуре T2=270K в таком баллоне,имея десятикратный запас прочности,можно хранить водород в количестве...г.

Answer 1

Уравнение Менделеева - Клапейрона
pv=m\M*RT
где
M - молярная масса, кг\моль
R-универсальная газовая постоянная, R=8,31 Дж\К*моль
T -температура, К
Для азота
М=28  г\моль
m=1 кг
T1=630K
имеет давление равное Р1
Для водорода
m-?
T2=270 K
Мв=2 г\моль
имеет давление Р2
В условии сказано,что имея десятикратный запас прочности в таком баллоне можно хранить водород -------- 10*р2=р1
Запишем уравнение Менделеева -Клапейрона 
p1*v1=m1\M1*RT1
p2*v2=m2\M2*RT2
v1=v2=v
p1=m1*R*T1\M1*v
p2=m2*R*T2\V2*v
m1*R*T1\M1*v=10*m2*R*T2\M2*v
m2=m1*T1*M2\M1*10*T2
m2=1000*630*2\28*10*270=1260000\75600=17 (г) =0,017 (кг)

Answer 2

При исследовании вопроса о возможности хранения водорода в баллоне, содержащем азот, массой 1 кг, при температуре T1 = 630K, и при температуре T2 = 270K, имея десятикратный запас прочности, можно использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа для определения объема водорода, который можно хранить в таком баллоне.

Закон Бойля-Мариотта

Закон Бойля-Мариотта устанавливает, что при постоянной температуре объем газа обратно пропорционален его давлению. Формулировка закона: P1 * V1 = P2 * V2, где P1 и P2 - давления газа, V1 и V2 - объемы газа при соответствующих давлениях.

Уравнение состояния идеального газа

Уравнение состояния идеального газа позволяет связать давление, объем и температуру газа. Формулировка уравнения: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в абсолютных единицах (Кельвина).

Решение задачи

Для решения задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа и закон Бойля-Мариотта. При температуре T1 = 630K баллон с азотом взорвался, что означает, что давление азота в баллоне достигло предельного значения. При температуре T2 = 270K, имея десятикратный запас прочности, можно считать, что давление в баллоне будет в 10 раз меньше предельного значения.

Пусть V1 - объем водорода, который можно хранить в баллоне при температуре T1 = 630K, и V2 - объем водорода, который можно хранить в баллоне при температуре T2 = 270K.

Используя уравнение состояния идеального газа, можно записать следующее соотношение для объемов водорода: P1 * V1 = P2 * V2

Так как давление в баллоне при температуре T2 = 270K будет в 10 раз меньше предельного значения, можно записать следующее: P1 * V1 = (1/10) * P1 * V2

Таким образом, объем водорода, который можно хранить в баллоне при температуре T2 = 270K, будет равен 10 * V1.

Ответ

Таким образом, при температуре T2 = 270K, имея десятикратный запас прочности, можно хранить водород в количестве 10 * V1, где V1 - объем водорода, который можно хранить в баллоне при температуре T1 = 630K.

Пожалуйста, обратите внимание, что данное решение основано на предположении, что закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа применимы в данной ситуации.