Какую массу водорода можно найти в баллоне объемом 20 литров, если давление в нем составляет 830 кПа, а температура равна 17°С?

Физика 11 класс Газовые законы масса водорода баллон объем 20 литров давление 830 кПа температура 17°C физика 11 класс газовые законы уравнение состояния газа Идеальный газ расчет массы газа Новый

Чтобы найти массу водорода в баллоне, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где:

• P - давление газа (в Паскалях),
• V - объем газа (в кубических метрах),
• n - количество вещества (в молях),
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)),
• T - температура (в Кельвинах).

Теперь давайте преобразуем данные:

• Давление P = 830 кПа = 830000 Па (так как 1 кПа = 1000 Па),
• Объем V = 20 литров = 0.02 м³ (так как 1 литр = 0.001 м³),
• Температура T = 17°C = 17 + 273.15 = 290.15 K (переводим в Кельвины).

Теперь мы можем подставить все значения в уравнение состояния:

1. Сначала найдем количество вещества n:
2. n = PV / RT.

Подставляем известные значения:

n = (830000 Па * 0.02 м³) / (8.31 Дж/(моль·К) * 290.15 K)

Теперь считаем:

1. 830000 * 0.02 = 16600 Па·м³,
2. 8.31 * 290.15 ≈ 2415.87 Дж/(моль·К),
3. n ≈ 16600 / 2415.87 ≈ 6.87 моль.

Теперь, чтобы найти массу водорода, используем формулу:

m = n * M

где M - молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль. Переведем в килограммы:

M = 0.002 кг/моль.

Теперь подставим n в формулу для массы:

m = 6.87 моль * 0.002 кг/моль ≈ 0.01374 кг.

Таким образом, масса водорода в баллоне составляет примерно 0.01374 кг или 13.74 г.