1.1. Сколько водорода было потеряно в объеме V = 10-2 м3 под давлением Р = 10 МПа и при температуре Т = 293 K, если

1.1. Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем количество вещества водорода, которое было потеряно при заданных условиях. Для этого мы должны знать потерю массы водорода при сжигании и молярную массу водорода.

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

Используя уравнение массы (m = n * M), где m - масса, n - количество вещества, M - молярная масса, мы можем найти количество вещества водорода:

m2 = n2 * M2

n2 = m2 / M2

n2 = 0,5 кг / (2 г/моль) = 0,25 моль

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для определения начального объема водорода:

P1 * V1 = n1 * R * T1

где P1 - начальное давление, V1 - начальный объем, n1 - начальное количество вещества в моль, R - универсальная газовая постоянная, T1 - начальная температура.

Обратимся к задаче, чтобы узнать начальное давление и температуру:

P1 = 10 МПа = 10 * 10^6 Па

T1 = 293 K

Теперь мы можем решить уравнение для начального объема:

V1 = (n1 * R * T1) / P1

Поместим значения в уравнение:

V1 = (2ν * R * T1) / P1

V1 = (2 * 0,25 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 293 К) / (10 * 10^6 Па)

V1 ≈ 116,3 * 10^(-6) м^3

Теперь мы знаем начальный объем водорода. Чтобы найти потерю объема водорода, мы вычитаем начальный объем из конечного объема:

ΔV = V - V1

ΔV = 10^(-2) м^3 - 116,3 * 10^(-6) м^3

ΔV ≈ 9,835 * 10^(-3) м^3

Таким образом, потерянный объем водорода составляет приблизительно 9,835 * 10^(-3) м^3.

1.2. Здесь мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит: P1 * V1 = P2 * V2, где P1 и V1 - начальное давление и объем, P2 и V2 - конечное давление и объем.

Для начала мы знаем: P1 = 12 МПа = 12 * 10^(6) Па, V1 = 20 л = 20 * 10^(-3) м^3, T1 = 297 К

Будем считать, что конечное давление и температура также известны: P2 = Р1 (потому что задача не указывает обратного процесса), Т2 = 288 К

Теперь мы можем решить уравнение:

P1 * V1 = P2 * V2

12 * 10^(6) Па * 20 * 10^(-3) м^3 = 12 * 10^(6) Па * V2

240 Па * м^3 = 12 * 10^(6) Па * V2

V2 = (240 / (12 * 10^(6))) м^3

V2 = 20 * 10^(-6) м^3

Таким образом, объем воды, который можно вытеснить из цистерны подводной лодки, составляет 20 * 10^(-6) м^3.

1.3. Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT.

У нас есть следующие известные данные: объем сосуда V, длина сосуда 2Ɩ, количество вещества 2ν, универсальная газовая постоянная R.

Мы хотим найти конечное давление в сосуде P.

В данной задаче у нас есть дополнительная информация о геометрии сосуда. Используя данную информацию, мы можем найти объем V:

V = πR^2 * 2Ɩ,

где R - радиус сосуда.

Теперь у нас есть два уравнения:

PV = 2νRT (уравнение состояния идеального газа),

V = πR^2 * 2Ɩ.

Мы можем объединить эти два уравнения, чтобы найти P:

P * πR^2 * 2Ɩ = 2νRT.

Отсюда мы можем найти P:

P = (2νRT) / (πR^2 * 2Ɩ).

2Ɩ сокращается, как и π:

P = νRT / (R^2).

Таким образом, мы можем найти конечное давление P, используя данные о количестве вещества водорода 2ν, универсальной газовой постоянной R, а также радиусе сосуда R.