Для того чтобы найти массу водорода в баллоне, можно использовать уравнение состояния идеального газа, которое имеет вид:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление (в Паскалях)
- \( V \) — объем (в кубических метрах)
- \( n \) — количество вещества (в молях)
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К))
- \( T \) — температура (в Кельвинах)
Сначала переведем данные в соответствующие единицы измерения:
- Давление: \( 9,8 \text{ МПа} = 9,800,000 \text{ Па} \)
- Объем: \( 12 \text{ л} = 0,012 \text{ м}^3 \)
- Температура: \( 10 \text{ °C} = 10 + 273,15 = 283,15 \text{ K} \)
Подставляем известные значения в уравнение:
\[ 9,800,000 \cdot 0,012 = n \cdot 8,31 \cdot 283,15 \]
- Упрощаем:
\[ 117600 = n \cdot 8,31 \cdot 283,15 \]
- Вычисляем \( n \):
\[ n = \frac{117600}{8,31 \cdot 283,15} \approx \frac{117600}{2350,2485} \approx 50,000 \text{ моль} \]
- Теперь найдем массу водорода. Молярная масса водорода составляет \( 2 \text{ г/моль} \) или \( 0,002 \text{ кг/моль} \).
\[ m = n \cdot M = 50,000 \cdot 0,002 \text{ кг} \approx 100 \text{ кг} \]
Таким образом, масса водорода в баллоне составляет примерно 100 кг.
