при температуре 300 К масса молекулярного водорода, занимающего объем 0,3 м3, при давлении 150 кПа?

Загадочный_Замок

37

Для решения этой задачи нам понадобятся формулы и уравнение состояния идеального газа. В идеальном газе давление P, объем V и температура T связаны следующим уравнением:

\[PV = nRT\]

где P - давление газа, V - его объем, T - температура, n - количество вещества газа (в данном случае масса молекуларного водорода, которую мы и ищем), R - универсальная газовая постоянная.

В нашей задаче нам даны значения температуры (300 К), объема (0,3 м³) и давления (150 кПа). Необходимо найти массу молекулярного водорода.

Для начала, найдем количество вещества газа n. Для этого необходимо переписать уравнение состояния газа:

\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Теперь подставим известные значения в данную формулу:

\[n = \frac{{150 \times 10^3 \, \text{Па} \times 0.3 \, \text{м}³}}{{8.31 \, \text{(Па} \cdot \text{м³/моль} \cdot \text{К)} \times 300 \, \text{К}}}\]

Выполняем вычисления:

\[n = \frac{{45 \times 10^3 \, \text{Па} \cdot \text{м}³}}{{8.31 \, \text{Па} \cdot \text{м³/моль} \cdot \text{К}}}\]

\[n \approx 5439 \, \text{моль}\]

Теперь необходимо найти массу молекулярного водорода. Масса газа равна произведению его молярной массы на количество вещества:

\[m = n \times M\]

где m - масса газа, M - молярная масса вещества (в данном случае молекулярный водород, H₂).

Молярная масса молекулы водорода (H₂) равна 2 г/моль.

Подставляем значения:

\[m = 5439 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль}\]

Выполняем вычисления:

\[m = 10878 \, \text{г}\]

Значит, масса молекулярного водорода, занимающего объем 0,3 м³, при давлении 150 кПа и температуре 300 К, равна 10878 граммам (или 10.878 килограммам).

Надеюсь, это решение оказалось понятным и полезным для вас! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!