Какова плотность водорода при температуре 150°C и давлении 9,8·104 Па? (Ответ: 0,085 кг/м3

Тема: Плотность водорода при заданных условиях

Разъяснение: Плотность вещества определяется как масса этого вещества, деленная на его объем. Формула для расчета плотности выглядит следующим образом:

плотность = масса / объем

Для нахождения плотности водорода при заданных условиях, нам необходимо знать его массу и объем. В данной задаче мы имеем температуру и давление.

Воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Преобразуем это уравнение для нахождения плотности. Объем одного моля идеального газа можно найти при стандартных условиях (0°C и 1 атм):

V = V0 * (P / P0) * (T0 / T)

где V0 - объем одного моля при стандартных условиях, P0 - давление при стандартных условиях, T0 - температура при стандартных условиях.

Массу одного моля вещества можно найти по его молярной массе (в г/моль):

m = M / N

где m - масса одного моля, M - молярная масса, N - число Авогадро.

Итак, плотность водорода при заданных условиях можно рассчитать следующим образом:

плотность = (m * P) / (R * T)

Например: Какова плотность водорода при температуре 150°C и давлении 9,8·104 Па?

Для решения этой задачи, нам необходимо знать значение молярной массы водорода (M) и универсальную газовую постоянную (R). По таблице химических элементов, молярная масса водорода составляет примерно 1 г/моль. Значение универсальной газовой постоянной R = 8,314 Дж/(моль·К).

Подставляем известные значения в формулу:

плотность = (m * P) / (R * T) = (0,001 кг/моль * 9,8·104 Па) / (8,314 Дж/(моль·К) * 423 К)

Вычисляем:

плотность ≈ 8,5•10-2 кг/м3

Совет: При решении задач на плотность газов, обратите внимание на то, что температура должна быть выражена в Кельвинах, отнесенных к абсолютному нулю. Для этого необходимо прибавить 273 к значению температуры в градусах Цельсия.

Ещё задача: Какова плотность кислорода при температуре 25°C и давлении 2,0·105 Па? (Молярная масса кислорода примерно 32 г/моль)