Определите массу водорода находящегося в баллоне ёмкость 20 л при давлении 830 кПа если температура газа равен 17°С

Чтобы определить массу водорода в баллоне, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

\[ PV = nRT \]

где

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

Шаг 1: Приведение данных к нужным единицам

1. Давление \( P = 830 \, \text{кПа} = 830000 \, \text{Па} \),
2. Объем \( V = 20 \, \text{л} = 0.02 \, \text{м}^3 \),
3. Температура \( T = 17°С = 17 + 273.15 = 290.15 \, \text{К} \).

Шаг 2: Подстановка значений в уравнение состояния идеального газа

Сначала найдем количество вещества \( n \):

\[ n = \frac{PV}{RT} \]

Подставим известные значения:

\[ n = \frac{830000 \, \text{Па} \times 0.02 \, \text{м}^3}{8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} \times 290.15 \, \text{К}} \]

Выполняем расчет:

\[ n \approx \frac{16600}{2410.34} \approx 6.89 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определение массы водорода

Теперь, зная количество вещества в молях, можем найти массу водорода. Молярная масса водорода составляет примерно \( 2 \, \text{г/моль} \):

\[ m = n \times M \]

где \( M = 2 \, \text{г/моль} = 0.002 \, \text{кг/моль} \).

Подставим значение \( n \):

\[ m = 6.89 \, \text{моль} \times 0.002 \, \text{кг/моль} = 0.01378 \, \text{кг} \]

Ответ

Таким образом, масса водорода в баллоне составляет приблизительно \( 0.01378 \, \text{кг} \) или \( 13.78 \, \text{г} \).