Какова масса водорода, занимающего объем 4,0 л при давлении 76 кПа; воздуха, занимающего объем 0,60 л при давлении 507 кПа; углекислого газа, занимающего объем 1,5 м³ при давлении 180 кПа, если температура во всех случаях составляет 0°C?

Физика 9 класс Газовые законы масса водорода объем 4,0 л давление 76 кПа масса воздуха объем 0,60 л давление 507 кПа масса углекислого газа объём 1,5 м³ давление 180 кПа температура 0°C Новый

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

P * V = n * R * T

где:

• P - давление газа (в паскалях);
• V - объем газа (в кубических метрах);
• n - количество вещества газа (в молях);
• R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К));
• T - температура (в Кельвинах).

Температура 0°C равна 273,15 K. Теперь давайте решим задачу по каждому газу по отдельности.

1. Водород (H2)

Дано:

• Объем (V) = 4,0 л = 0,004 м³ (поскольку 1 л = 0,001 м³);
• Давление (P) = 76 кПа = 76000 Па;
• Температура (T) = 273,15 K.

Теперь подставим все значения в уравнение состояния:

76000 * 0,004 = n * 8,31 * 273,15

Решим уравнение относительно n:

n = (76000 * 0,004) / (8,31 * 273,15)

Теперь вычислим n:

n ≈ 0,073 моль

Теперь найдем массу водорода:

Молярная масса водорода (H2) ≈ 2 г/моль.

m = n * M

m ≈ 0,073 * 2 = 0,146 г

2. Воздух

Дано:

• Объем (V) = 0,60 л = 0,0006 м³;
• Давление (P) = 507 кПа = 507000 Па;
• Температура (T) = 273,15 K.

Подставим значения в уравнение состояния:

507000 * 0,0006 = n * 8,31 * 273,15

Решим уравнение относительно n:

n = (507000 * 0,0006) / (8,31 * 273,15)

Теперь вычислим n:

n ≈ 0,012 моль

Молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль.

m = n * M

m ≈ 0,012 * 29 = 0,348 г

3. Углекислый газ (CO2)

Дано:

• Объем (V) = 1,5 м³;
• Давление (P) = 180 кПа = 180000 Па;
• Температура (T) = 273,15 K.

Подставим значения в уравнение состояния:

180000 * 1,5 = n * 8,31 * 273,15

Решим уравнение относительно n:

n = (180000 * 1,5) / (8,31 * 273,15)

Теперь вычислим n:

n ≈ 9,83 моль

Молярная масса углекислого газа (CO2) ≈ 44 г/моль.

m = n * M

m ≈ 9,83 * 44 = 432,52 г

Итог

Таким образом, мы нашли массы газов:

• Масса водорода ≈ 0,146 г;
• Масса воздуха ≈ 0,348 г;
• Масса углекислого газа ≈ 432,52 г.