Какова плотность водорода, находящегося в сосуде при температуре 50°C, имеющего избыточное давление 50 см вод

Тема занятия: Плотность водорода

Описание:
Плотность вещества - это физическая характеристика, которая показывает, сколько массы вещества содержится в единице объема. Формула для расчета плотности выглядит следующим образом:
плотность = масса / объем

Для расчета плотности водорода при заданных условиях необходимо знать его молярную массу и значение давления. Молярная масса водорода (H₂) равна 2 г/моль.

В данной задаче имеется избыточное давление водорода, которое означает разность между фактическим давлением и стандартным атмосферным давлением. Избыточное давление равно 50 см вод. ст., что соответствует 50 мм рт. ст.

Температура указана в градусах Цельсия. Однако для использования формулы плотности нам понадобится температура в абсолютных единицах - Кельвинах. Формула для преобразования температуры в градусах Цельсия в Кельвины имеет вид: T(К) = T(°C) + 273.15

Теперь мы можем использовать эти данные для расчета плотности. Давление используется в Паскалях (1 Па = 1 Н/м²), поэтому стандартное атмосферное давление равно 101325 Па.

Например:
Дано:
Температура (T) = 50°C
Избыточное давление (ΔP) = 50 см вод. ст.
Стандартное атмосферное давление (P₀) = 760 мм рт. ст.

1. Преобразуем температуру в Кельвины: T(К) = 50 + 273.15 = 323.15 K
2. Преобразуем избыточное давление в Паскали: ΔP(Па) = 50 * 133.322 = 6666.1 Па
3. Расчет плотности:
плотность = (молярная масса * ΔP) / (R * T)
где R - универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·К)

плотность = (2 * 6666.1) / (8.31 * 323.15)
плотность ≈ 4.003 г/л

Совет: Для более легкого понимания и решения задачи, помните, что при решении задач на плотность важно правильно выбрать единицы измерения для всех данных и следить за их соответствием в формулах.

Практика: Какова плотность гелия, находящегося в сосуде при температуре 30°C, имеющего избыточное давление 75 см вод. ст. при стандартном атмосферном давлении 760 мм рт. ст.? (Молярная масса гелия = 4 г/моль)