Дано:
Объём V = 20 л = 20 * 10^-3 м³,
Давление p = 830 кПа = 830 * 10^3 Па,
Температура T = 17 ºС = 17 + 273 = 290 K,
Газ — водород, масса которого нужно найти.
Найти:
Массу водорода.
Решение:
Используем уравнение состояния идеального газа:
p * V = m * R * T,
где m — масса газа, R — универсальная газовая постоянная (R = 8,31 Дж/(моль·K)), но для водорода масса молекулы водорода примерно 2 г/моль, или 0,002 кг/моль. Тогда можно использовать более удобную постоянную для водорода: R_H2 = 4,12 Дж/(г·K).
Перепишем уравнение для массы:
m = p * V / (R_H2 * T).
Теперь подставим значения:
m = (830 * 10^3 Па * 20 * 10^-3 м³) / (4,12 Дж/(г·K) * 290 K).
m = (16 600 Па·м³) / (1194,8 Дж/г) = 13,88 г.
Ответ: масса водорода равна 13,88 г.