Для определения давления водорода в баллоне без манометра измерили температуру газа 27 и его массу (1кг)...

Для определения давления водорода в баллоне без манометра можно использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем баллона, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа.

Сначала найдем количество молекул водорода в баллоне, используя массу газа (1 кг) и его молярную массу (2 г/моль для водорода): n = масса / молярная масса = 1000 г / 2 г/моль = 500 моль

Затем переведем объем баллона из литров в кубические метры (1 л = 0.001 м^3): V = 80 л * 0.001 м^3/л = 0.08 м^3

Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа: P 0.08 м^3 = 500 моль 8.31 Дж/(мольК) 300 К

P = (500 моль 8.31 Дж/(мольК) * 300 К) / 0.08 м^3 P = 124575 Дж / 0.08 м^3 P ≈ 1557187.5 Па

Таким образом, давление водорода в баллоне без манометра составляет примерно 1557187.5 Па.

Чтобы определить давление водорода в баллоне, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

[ PV = nRT ]

где:

• ( P ) — давление газа,
• ( V ) — объем газа,
• ( n ) — количество вещества (в молях),
• ( R ) — универсальная газовая постоянная (( R = 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} )),
• ( T ) — температура газа в кельвинах.

Давайте разобьем задачу на несколько шагов:

1. Перевод температуры в Кельвины:

Температура дана в градусах Цельсия (( 27 \, ^\circ \text{C} )). Чтобы перевести её в Кельвины, используем формулу:

[ T(K) = T(°C) + 273.15 = 27 + 273.15 = 300.15 \, \text{К} ]

1. Вычисление количества вещества ( n ):

У нас есть 1 кг водорода. Молярная масса водорода ( H_2 ) примерно равна ( 2 \, \text{г/моль} ) или ( 0.002 \, \text{кг/моль} ).

Количество вещества ( n ) можно найти по формуле:

[ n = \frac{m}{M} ]

где:

• ( m = 1 \, \text{кг} ) — масса водорода,
• ( M = 0.002 \, \text{кг/моль} ) — молярная масса водорода.

[ n = \frac{1 \, \text{кг}}{0.002 \, \text{кг/моль}} = 500 \, \text{моль} ]

1. Подставим значения в уравнение состояния идеального газа:

Объем ( V ) у нас равен ( 80 \, \text{л} ). Переведем его в кубические метры, так как в уравнении используется СИ:

[ V = 80 \, \text{л} = 0.080 \, \text{м}^3 ]

Теперь подставим все известные значения в уравнение:

[ P \cdot 0.080 = 500 \cdot 8.314 \cdot 300.15 ]

Решим это уравнение для давления ( P ):

[ P = \frac{500 \cdot 8.314 \cdot 300.15}{0.080} ]

[ P \approx \frac{1247100}{0.080} ]

[ P \approx 15588750 \, \text{Па} ]

Таким образом, давление водорода в баллоне составляет приблизительно ( 15.6 \times 10^6 \, \text{Па} ) или 15.6 МПа.