Question

Аэростат наполняют водородом при 20градусах(цельсия) и давлении 750 мм.рт.ст. до объема 300м^3.Сколько времени будет производиться наполнение,если их баллонов каждую секунду переходит в аэростат 2.5грамма водорода?

Answer 1

Согласен.
Температура замерзания воды понижается при увеличении давления примерно на 1 гр. С на каждые 130 атм. и достигает минимума (-22 гр. С) при давлении 2200 атм. При дальнейшем увеличении давления температура замерзания увеличивается и может стать выше 0 гр. (при очень большом давлении).

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо знать какую массу водорода нужно добавить в аэростат, чтобы заполнить его до объема 300 м^3.

Находим молярную массу водорода (Н2): - Масса 1 моля водорода = 2 г (взято из периодической таблицы) Так как в 1 моле атов водорода содержится 2 грамма водорода, получаем, что в 1 грамме водорода содержится 1 / 2 = 0.5 молей водорода.

Зная, что в аэростат переходит 2.5 г водорода каждую секунду, можем найти количество молей, которые переходят в аэростат каждую секунду: - Количество молей водорода (n) = масса водорода (m) / молярную массу водорода - n = 2.5 г / 2 г/моль = 1.25 моль/сек

Теперь остается найти время, за которое будет производиться наполнение аэростата: - Объем аэростата = 300 м^3 - Полагаем, что объем аэростата меняется равномерно (это неявно предполагается в данной задаче), поэтому можно использовать уравнение идеального газа: - PV = nRT где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в кельвинах.

Достаточно сложно решать это уравнение непосредственно, поэтому воспользуемся следующим соотношением для нахождения времени: - n = (m/M) * N * t где m - масса газа, M - молярная масса газа, N - число молекул газа, t - время Из этого соотношения можно выразить время: - t = (n * M) / (m * N) - В нашем случае, M = 2 г/моль, n = 1.25 моль/сек, m = 2.5 г, N - число молекул газа, которые переходят в аэростат каждую секунду. Значение N можно найти, зная число Авогадро: 1 моль газа содержит примерно 6.022 * 10^23 молекул. Величина N в нашем случае будет пропорциональна массе, так как масса водорода пропорциональна массе всех его молекул в данном случае. - Подставив все данные в уравнение, получим: - t = (1.25 * 2 г/моль) / (2.5 г * (6.022 * 10^23 молекул/г) ) = 1 / (2 * 2.5 * (6.022 * 10^23)) секунд

Таким образом, время, которое будет производиться наполнение аэростата, составляет примерно 6.633 * 10^-25 секунд.