Какова плотность водорода, находящегося в сосуде при температуре 50°C, если его избыточное давление составляет

Физика: Плотность газа в сосуде

Разъяснение: Плотность газа в сосуде можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа. Это уравнение позволяет связать давление, объем и температуру газа.

Уравнение состояния идеального газа имеет вид: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.

Для решения задачи нам потребуется перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого используем формулу: T(K) = T(°C) + 273.15.

Известно, что избыточное давление водорода составляет 50 см вод. ст. при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. Это означает, что давление водорода равно разности этих двух давлений: P = 760 мм рт. ст. - 50 см вод. ст.

Теперь мы можем использовать полученные значения давления, температуры и универсальной газовой постоянной, чтобы рассчитать количество вещества газа (n).

Пример использования:
Задача: Какова плотность водорода, находящегося в сосуде при температуре 50°C, если его избыточное давление составляет 50 см вод. ст. при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.?

Решение:
1. Перевод температуры в Кельвины: T(K) = 50 + 273.15 = 323.15 K.
2. Расчет разности давлений: P = 760 мм рт. ст. - 50 см вод. ст. = 710 мм рт. ст.
3. Расчет объема вещества газа (n) с использованием уравнения PV = nRT.
4. Подстановка известных значений в уравнение и решение:
710 мм рт. ст. * V = n * 8.3145 Дж/(моль * К) * 323.15 K.
Результат: n ≈ 0.216 моль.
5. Расчет плотности газа с использованием формулы плотности: плотность = масса/volume.
6. Массу водорода можно рассчитать по формуле: масса = n * молярная масса вещества.
7. Подстановка известных значений в уравнение и решение:
масса ≈ 0.216 моль * 2 г/моль (молярная масса водорода).
Результат: масса ≈ 0.432 г.
8. Подстановка полученных значений массы и объема в формулу плотности:
плотность = 0.432 г / V.

Совет: Убедитесь, что все значения давления и температуры приведены в одной системе измерения (в данном случае, в системе СИ). Также не забудьте перевести температуру в Кельвины.

Практика: Какова плотность кислорода, находящегося в сосуде при температуре 45°C, если его избыточное давление составляет 40 см вод. ст. при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.?