Каков объем водорода при нормальных условиях, если его температура изменилась таким образом, чтобы объем уменьшился

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать комбинированный закон газов:

\[P_1V_1/T_1 = P_2V_2/T_2,\]

где \(P_1,\) \(V_1,\) и \(T_1\) - исходные параметры газа (давление, объем и температура), а \(P_2,\) \(V_2,\) и \(T_2\) - новые параметры газа.

Из условия задачи, исходные параметры являются нормальными условиями, то есть давление (\(P_1\)) равно 1 атм, объем (\(V_1\)) неизвестен, и температура (\(T_1\)) равна 0 °C или 273,15 K.

Новые параметры газа: объем (\(V_2\)) равен 24 л, давление (\(P_2\)) равно 1,25 атм.

Подставляя известные значения в комбинированный закон газов, получаем:

\[1 \cdot V_1/273.15 = 1.25 \cdot 24/273.15.\]

Переносим \(V_1\) на одну сторону уравнения и выполняем вычисления:

\[V_1 = (1.25 \cdot 24 \cdot 273.15)/1 \approx 790.23 \, \text{л}.\]

Теперь, чтобы определить массу газа, нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT,\]

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

Мы ищем массу газа (\(m\)), поэтому нам понадобится использовать молярную массу газа (\(M\)). Уравнение можно записать как:

\[PV = m/M \cdot RT.\]

Разделим оба выражения на \(RT\) и заменим \(PV\) на \(nRT\):

\[\frac{PV}{RT} = \frac{m}{M}.\]

Давление \(P\) в нормальных условиях равно 1 атм, а температура \(T\) равна 273,15 К.

Заменим известные значения:

\[\frac{1 \cdot V_1}{1 \cdot 273.15} = \frac{m}{M}.\]

Подставим значение \(V_1\) и решим уравнение относительно \(m\):

\[\frac{790.23}{273.15} = \frac{m}{M}.\]

Умножим оба выражения на \(M\):

\[m = \left(\frac{790.23}{273.15}\right)M.\]

Таким образом, масса газа равна \(\left(\frac{790.23}{273.15}\right)M\) где \(M\) - молярная масса вещества газа.