Какова температура, при которой водород массой 0.5 кг с объемом 0.6 м3 будет иметь давление, измеренное манометром

Содержание: Идеальный газ и уравнение состояния

Объяснение: Для решения данной задачи мы можем использовать идеальный газ и его уравнение состояния. Идеальный газ представляет собой газ, у которого молекулы не взаимодействуют друг с другом, а уравнение состояния описывает связь между давлением, объемом, температурой и количеством вещества. Уравнение состояния идеального газа имеет вид: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Для решения задачи используем уравнение состояния идеального газа: PV = nRT. Нам даны значения массы вещества (0.5 кг), объема (0.6 м3), давления (1000 кПа) и температуры (25 °C). Найдем значение R в нужных нам единицах измерения. Универсальная газовая постоянная R примерно равна 8.314 Дж/(моль·К). Для перевода кПа в Па умножаем на 1000, а мм рт. ст. в Па - на 133.322.

Подставим значения в уравнение состояния идеального газа: (1000 * 1000) * 0.6 = n * 8.314 * (25 + 273.15)

Решим уравнение относительно n, используя найденное значение R: n = ((1000 * 1000) * 0.6) / (8.314 * (25 + 273.15))

Теперь, используя известные значения массы и количества вещества, найдем температуру. Подставим значения в уравнение состояния идеального газа и решим его относительно T: (1000 * 1000) * 0.6 = 0.5 / (8.314 * T)

Решив уравнение, найдем значение температуры: T = 0.5 / ((1000 * 1000) * 0.6 * 8.314)

Доп. материал: Подставляя значения в уравнение состояния идеального газа ((1000 * 1000) * 0.6) / (8.314 * (25 + 273.15)), мы можем найти температуру водорода при заданных условиях.

Совет: Для решения задач на тему идеального газа и уравнения состояния полезно хорошо разобраться в основных понятиях химии и термодинамики. Изучите основные формулы и правила применения уравнения состояния. Практикуйтесь в решении задач разной сложности, чтобы улучшить свои навыки и понимание данной темы.

Дополнительное упражнение: Если воздух в закрытом баллоне при давлении 2 атм при температуре 20 °C заполнил объем 10 литров, каким будет его объем при повышении температуры до 40 °C под постоянным давлением? (Универсальная газовая постоянная R = 0.0821 л × атм/(моль × К)).