Question

Яка маса водню що заповнює повітряну кулю об'ємом 1400 метрів кубічних, якщо тиск газу 96 кіло паскаль і температура 7 градусів Цельсія

Answer 1

Для розв'язання цього завдання нам знадобиться використати ідеальну газову формулу, яка виглядає наступним чином:

PV = nRT

де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини (у молях), R - універсальна газова стала, T - температура газу.

У нашому випадку, ми маємо значення тиску (96 кПа), об'єму (1400 м³) та температури (7 °C), а ми хочемо з'ясувати масу водню, яка заповнює повітряну кулю.

Спочатку, нам потрібно перетворити температуру з градусів Цельсія на Кельвіни. Це можна зробити за допомогою наступної формули:

T(K) = T(°C) + 273.15

T(K) = 7 °C + 273.15 = 280.15 K

Тепер, ми можемо використати ідеальну газову формулу для вирішення задачі:

PV = nRT

n = (PV) / (RT)

Перед тим, як продовжувати, нам потрібно знати значення універсальної газової сталої (R). Згідно з МКС, значення R становить 8.314 джоулів на моль-кельвін.

Тепер, ми можемо обчислити кількість речовини (у молях):

n = (96 кПа * 1400 м³) / (8.314 Дж/(моль * К) * 280.15 К)

n = 6.34 моль

Так як відомо, що молекулярна маса водню (H₂) становить 2.016 г/моль, ми можемо обчислити масу водню:

маса водню = кількість речовини * молекулярна маса

маса водню = 6.34 моль * 2.016 г/моль

маса водню = 12.75104 г

Таким чином, маса водню, яка заповнює повітряну кулю об'ємом 1400 метрів кубічних за тиску 96 кілопаскаль та температурі 7 градусів Цельсія, становить приблизно 12.75 г.