Яка маса гідрогену знаходиться в балоні об ємом 20 літрів за тиску 830 кПа при заданій температурі газу?

Тема вопроса: Расчет массы газа по уравнению состояния идеального газа

Инструкция: Для решения данной задачи нам понадобится уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

Где:
P - давление газа (в данном случае 830 кПа);
V - объем газа (в данном случае 20 литров);
n - количество вещества газа, выраженное в молях (неизвестная величина);
R - универсальная газовая постоянная (имеет значение 8.314 Дж/(моль·К));
T - температура газа (известная величина).

Необходимо найти n - количество вещества газа, чтобы определить его массу. Формула для расчета массы газа выглядит следующим образом:

m = M * n

Где:
m - масса газа (неизвестная величина);
M - молярная масса газа (известная величина).

Таким образом, для решения задачи необходимо выполнить следующие шаги:

1. Используя уравнение состояния идеального газа, найдите количество вещества газа (n).
2. Затем, используя известную молярную массу газа (M), вычислите массу газа (m).

Доп. материал: Давайте предположим, что температура газа составляет 300 К, а молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль. Используя данные из задачи, мы можем вычислить массу гидрогена в баллоне объемом 20 литров при давлении 830 кПа. Для этого:

1. Определим количество вещества газа (n) с использованием уравнения состояния идеального газа: PV = nRT.
n = (P * V) / (R * T)
n = (830 кПа * 20 литров) / (8.314 Дж/(моль·К) * 300 К)
n ≈ 86.65 моль

2. Теперь, чтобы найти массу гидрогена (m), мы используем формулу m = M * n:
m = 2 г/моль * 86.65 моль
m ≈ 173.3 г

Таким образом, масса гидрогена в баллоне объемом 20 литров при давлении 830 кПа и температуре 300 К составляет примерно 173.3 г.

Совет: При решении задач по расчету массы газа, помните, что уравнение состояния идеального газа является ключевым для решения. Всегда проверьте единицы измерения и используйте правильные значения констант, такие как универсальная газовая постоянная (R) и молярная масса газа (M), чтобы получить точный ответ.

Проверочное упражнение: В баллоне объемом 30 литров при давлении 600 кПа и температуре 400 К находится аргон (Ar). Найдите массу аргона в баллоне, если молярная масса аргона равна 39.95 г/моль.