Какое давление оказывает водород в сосуде объемом 25 л, если его масса составляет 16 г при температуре 27°C

Чтобы найти давление, оказываемое водородом в сосуде, нам понадобятся некоторые формулы и данные.

Сначала воспользуемся формулой идеального газа, которая выглядит следующим образом:

\[PV = nRT\]

где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество вещества (в молях),
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура в кельвинах.

Первое, что нам нужно сделать, это преобразовать температуру из градусов Цельсия в кельвины. Для этого применим следующую формулу:

\[T (K) = T (°C) + 273.15\]

В нашем случае, температура равна 27°C, значит:

\[T = 27 + 273.15 = 300.15 K\]

Следующим шагом будет найти количество вещества (n) водорода в сосуде. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

где:
m - масса вещества,
M - молярная масса вещества.

У нас дана масса водорода, которая составляет 16 г, и молярная масса водорода, которая равна 0.002 кг/моль. Но для удобства расчетов, нам нужно выразить массу водорода в килограммах:

\[m = 16 \cdot 10^{-3} кг\]

Подставим значения в формулу:

\[n = \frac{16 \cdot 10^{-3}}{0.002} кг/моль\]

Теперь у нас есть все необходимые данные для расчета давления:

Объем газа (V) составляет 25 л, количество вещества (n) равно \(8 \cdot 10^{-3}\) моль, температура (T) равна 300.15 K.

Заменим значения в формуле идеального газа:

\[P \cdot 25 = 8 \cdot 10^{-3} \cdot R \cdot 300.15\]

Универсальная газовая постоянная обозначается как R и имеет значение 8.314 J/(mol·K), где J - джоуль.

\[P \cdot 25 = 8 \cdot 10^{-3} \cdot 8.314 \cdot 300.15\]

Теперь решим это уравнение относительно P:

\[P = \frac{8 \cdot 10^{-3} \cdot 8.314 \cdot 300.15}{25}\]

\[P \approx 19.907 Па\]

Таким образом, давление, оказываемое водородом в сосуде объемом 25 л при температуре 27°C, составляет примерно 19.907 Па.