Рассмотрим задачу: при температуре 200°C (или 473 K) и давлении 100,5 кПа объем водорода составляет 18 мл. Нужно найти объем водорода при нормальных условиях (н.у., T₀ = 273 K, p₀ = 101,3 кПа).
Для решения используем уравнение газового состояния в форме:
\[ \frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2} \]
где:
- \( p_1 = 100,5\, \text{kПа} \),
- \( V_1 = 18\, \text{мл} \),
- \( T_1 = 200^\circ C = 200 + 273 = 473\, \text{К} \),
- \( p_2 = 101,3\, \text{kПа} \),
- \( T_2 = 0^\circ C = 273\, \text{К} \),
- \( V_2 = ? \) — искомый объем при нормальных условиях.
Подставим значения в формулу:
\[ \frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2} \]
Выразим \( V_2 \):
\[ V_2 = V_1 \times \frac{p_1}{p_2} \times \frac{T_2}{T_1} \]
Подставим числа:
\[ V_2 = 18 \times \frac{100,5}{101,3} \times \frac{273}{473} \]
Вычислим поэтапно:
- \( \frac{100,5}{101,3} \approx 0,9921 \)
- \( \frac{273}{473} \approx 0,5772 \)
- Перемножим:
\[ V_2 \approx 18 \times 0,9921 \times 0,5772 \]
Пошагово:
- \( 18 \times 0,9921 \approx 17,8578 \)
- \( 17,8578 \times 0,5772 \approx 10,321 \)
Ответ:
\[ V_2 \approx 10,3\, \text{мл} \]
Итак, объем водорода при нормальных условиях составляет примерно 10,3 мл.