На день рождения Пятачок и Винни Пуху подарили «пустой» горшочек и Шарик , наполненный неизвестным газом. Объем шарика составил 115 см3, а его масса — 0,0108 г. Определите, какой газ был в шарике.
Водород может существовать в двух формах (модификациях) — в виде орто- и пара- водорода. В молекуле ортоводорода o-H2 (т. пл. −259,10 °C, т. кип. −252,56 °C) ядерные спины направлены одинаково (параллельны), а у параводорода p-H2 (т. пл. −259,32 °C, т. кип. −252,89 °C) — противоположно друг другу (антипараллельны). Равновесная смесь o-H2 и p-H2 при заданной температуре называется равновесный водород e-H2. Разделить модификации водорода можно адсорбцией на активном угле при температуре жидкого азота. При очень низких температурах равновесие между ортоводородом и параводородом почти нацело сдвинуто в сторону последнего. При 80 К соотношение форм приблизительно 1:1. Десорбированный параводород при нагревании превращается в ортоводород вплоть до образования равновесной при комнатной температуре смеси (орто-пара: 75:25). Без катализатора превращение происходит медленно (в условиях межзвездной среды - с характерными временами вплоть до космологических), что даёт возможность изучить свойства отдельных модификаций. Водород — самый лёгкий газ, он легче воздуха в 14,5 раз. Очевидно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость при одной и той же температуре. Как самые лёгкие, молекулы водорода движутся быстрее молекул любого другого газа и тем самым быстрее могут передавать теплоту от одного тела к другому. Отсюда следует, что водород обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ. Его теплопроводность примерно в семь раз выше теплопроводности воздуха. Молекула водорода двухатомна — Н2. При нормальных условиях — это газ без цвета, запаха и вкуса. Плотность 0,08987 г/л (н.у.), температура кипения −252,76 °C, удельная теплота сгорания 120.9×106 Дж/кг, малорастворим в воде — 18,8 мл/л. Водород хорошо растворим во многих металлах (Ni, Pt, Pd и др.), особенно в палладии (850 объёмов на 1 объём Pd). С растворимостью водорода в металлах связана его диффундировать через них; диффузия через углеродистый сплав (например, сталь) иногда сопровождается разрушением сплава вследствие взаимодействия водорода с углеродом (так называемая декарбонизация). Практически не растворим в серебре.
m1=200 г.=0,2 кг. (масса алюминиевой кастрюли)
q2=1000 кг./м^3 (плотность воды)
c1=920 Дж./кг.*градус С (удельная теплоемкость алюминиевой кастрюли)
c2=4200 Дж./кг.*градус С (удельная теплоемкость воды)
V=1,5 л.=0,0015 м^3 (объем он и для воды ,и для кастрюли одинаковый)
t=100 гр.С (конечная температура)
t0=20 гр.С (начальная температура)
Найти:
Q1,Q2,Q
Решение:
1)Q1= c1*m1*(t-t0)=c1*q1*V*(t-t0)=920 Дж./кг.*гр.С*0,2 кг.*(100 гр.С-20 гр.С)=14720 Дж.
2)Q2=c2*m2*(t-t0); m2=q2*V= 1000 кг./м^3*0,0015 м^3=1,5 кг.
Q2=4200 Дж./кг.*гр.С*1,5 кг.*(100гр.С-80 гр.С)= 126000 Дж.
3)Q=Q1+Q2= 14720 Дж.+126000 Дж.=140720 Дж. (общее кол-во теплоты)
ответ: 140720 Дж.