Question

Воздушный шар, объёмом 1400 м3, заполнен водородом при температуре 127 °С. Масса водорода в шаре 4 кг. Давление водорода в шаре равно?

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся уравнение состояния идеального газа, а также некоторые физические законы.

Уравнение состояния идеального газа имеет вид:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Для решения задачи нам нужно найти давление, а у нас дан объем и температура газа. Нам также дана масса водорода. По молярной массе водорода и его молярной массе мы можем найти количество вещества в шаре.

Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль. Так как масса водорода в шаре составляет 4 кг, мы можем найти количество вещества по формуле:

n = масса / молярная масса,

где масса измеряется в граммах. Поэтому нам нужно перевести 4 кг в граммы:

Mасса = 4000 г.

Теперь мы можем найти количество вещества:

n = 4000 г / 2 г/моль = 2000 моль.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для вычисления давления:

P × V = nRT.

P × 1400 м3 = 2000 моль × R × (127 + 273) К,

где температура измеряется в Кельвинах.

Давление нам нужно найти в паскалях, поэтому нам нужно учесть, что 1 паскаль равен 1 Н/м2.

Теперь решим уравнение:

P × 1400 м3 = 2000 моль × R × 400 К.

P = (2000 моль × R × 400 К) / 1400 м3.

Так как у нас нет конкретных численных значений для универсальной газовой постоянной (R), нам придется оставить ответ в общей форме.

Таким образом, давление водорода в шаре будет равно (2000 моль × R × 400 К) / 1400 м3.