Чтобы рассчитать объем водорода при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм), можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT ]
где:
- ( P ) — давление (1 атм),
- ( V ) — объем (неизвестен),
- ( n ) — количество вещества (в молях),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
- ( T ) — температура в Кельвинах (273,15 K при 0°C).
Сначала нужно определить количество вещества водорода (H₂) в молях. Молярная масса водорода составляет примерно 2 г/моль (поскольку H₂ — это молекула, состоящая из двух атомов водорода).
Теперь вычислим количество вещества:
[ n = \frac{m}{M} ]
где:
- ( m ) — масса водорода (42,6 г),
- ( M ) — молярная масса водорода (2 г/моль).
Подставим значения:
[ n = \frac{42,6 , \text{г}}{2 , \text{г/моль}} = 21,3 , \text{моль} ]
Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:
[
V = \frac{nRT}{P}
]
Подставим значения:
- ( n = 21,3 , \text{моль} )
- ( R = 0,0821 , \text{л·атм/(моль·К)} )
- ( T = 273,15 , \text{K} )
- ( P = 1 , \text{атм} )
Вычислим объем:
[
V = \frac{21,3 \times 0,0821 \times 273,15}{1}
]
Выполним расчет:
[
V \approx 21,3 \times 0,0821 \times 273,15 \approx 480,23 , \text{л}
]
Таким образом, объем водорода массой 42,6 грамм при нормальных условиях составит примерно 480,23 литра.
