Из представленного списка газообразных веществ - H2, CO2, Ar, O2, N2 - какие газы можно использовать для заполнения

Для определения газов, которые можно использовать для заполнения воздушного шарика, необходимо рассмотреть их плотности и сравнить их с плотностью воздуха.

Плотность воздуха при нормальных условиях составляет примерно 1,2 кг/м³.

Плотность газа определяется его молекулярной массой и условиями, при которых происходит измерение. Для удобства расчетов примем условия комнатной температуры (около 25 °C) и атмосферного давления (около 101,3 кПа).

Обратимся к данным:

- Молекулярная масса H2 (молекулярный водород) = 2 г/моль
- Молекулярная масса CO2 (двуокись углерода) = 44 г/моль
- Молекулярная масса Ar (аргон) = 39,9 г/моль
- Молекулярная масса O2 (молекулярный кислород) = 32 г/моль
- Молекулярная масса N2 (молекулярный азот) = 28 г/моль

Теперь мы можем рассчитать плотности газов и сравнить их с плотностью воздуха:

1) H2:
Масса одной молекулы H2: 2 г/моль ÷ 6,022 x 10^23 молекул/моль ≈ 3,3 x 10^-23 г.
Количество молекул воздуха в 1 м³: 1,2 кг/м³ ÷ 2 г/моль ≈ 6 x 10^23 молекул.
Масса воздуха в 1 м³: 1,2 кг.
Количество молекул H2, необходимых для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 6 x 10^23 молекул.
Масса H2, необходимая для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 3,3 x 10^-23 г x 6 x 10^23 молекул = 0,2 г.
Плотность H2: 0,2 г/1 м³ ≈ 0,2 кг/м³.

2) CO2:
Масса одной молекулы CO2: 44 г/моль ÷ 6,022 x 10^23 молекул/моль ≈ 7,3 x 10^-23 г.
Количество молекул CO2, необходимых для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 6 x 10^23 молекул.
Масса CO2, необходимая для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 7,3 x 10^-23 г x 6 x 10^23 молекул = 0,4 г.
Плотность CO2: 0,4 г/1 м³ ≈ 0,4 кг/м³.

3) Ar:
Масса одной молекулы Ar: 39,9 г/моль ÷ 6,022 x 10^23 молекул/моль ≈ 6,6 x 10^-23 г.
Количество молекул Ar, необходимых для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 6 x 10^23 молекул.
Масса Ar, необходимая для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 6,6 x 10^-23 г x 6 x 10^23 молекул = 0,4 г.
Плотность Ar: 0,4 г/1 м³ ≈ 0,4 кг/м³.

4) O2:
Масса одной молекулы O2: 32 г/моль ÷ 6,022 x 10^23 молекул/моль ≈ 5,3 x 10^-23 г.
Количество молекул O2, необходимых для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 6 x 10^23 молекул.
Масса O2, необходимая для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 5,3 x 10^-23 г x 6 x 10^23 молекул = 0,3 г.
Плотность O2: 0,3 г/1 м³ ≈ 0,3 кг/м³.

5) N2:
Масса одной молекулы N2: 28 г/моль ÷ 6,022 x 10^23 молекул/моль ≈ 4,7 x 10^-23 г.
Количество молекул N2, необходимых для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 6 x 10^23 молекул.
Масса N2, необходимая для заполнения 1 м³ воздушного шарика: 4,7 x 10^-23 г x 6 x 10^23 молекул = 0,3 г.
Плотность N2: 0,3 г/1 м³ ≈ 0,3 кг/м³.

Итак, при сравнении плотности всех представленных газообразных веществ с плотностью воздуха, обнаруживается, что плотности всех газов (H2, CO2, Ar, O2, N2) меньше плотности воздуха. Таким образом, все эти газы можно использовать для заполнения воздушного шарика, чтобы тот поднялся в воздух.