Дано:
- Масса водорода (m) = 1,00 г = 0,001 кг
- Энергия, выделяющаяся при сгорании водорода (E) = 143 кДж = 143000 Дж
Найти: объём водорода (V) в нормальных условиях, который должен "исчезнуть", чтобы выделилось аналогичное количество энергии по уравнению Эйнштейна.
Решение:
1. Применим уравнение Эйнштейна для вычисления массы, которая должна "исчезнуть", чтобы выделилось 143000 Дж энергии:
E = mc^2.
Из этого уравнения можно выразить массу m:
m = E / c^2,
где c = 3,00 * 10^8 м/с (скорость света).
Подставим значения:
m = 143000 Дж / (3,00 * 10^8 м/с)^2 = 143000 / 9,00 * 10^16 ≈ 1,59 * 10^-12 кг.
2. Теперь найдем объём водорода, используя его плотность. Плотность водорода (при н. у.) составляет примерно 0,0899 кг/м³.
3. Рассчитаем объём (V):
V = m / ρ,
где ρ - плотность водорода.
V = (1,59 * 10^-12 кг) / (0,0899 кг/м³) ≈ 1,77 * 10^-11 м³.
4. Переведем объём из кубических метров в литры (1 м³ = 1000 л):
V ≈ 1,77 * 10^-11 м³ * 1000 л/м³ = 1,77 * 10^-8 л.
Ответ: Объём водорода, который должен "исчезнуть", составляет примерно 1,77 * 10^-8 литров.