Какова температура водорода, если его давление составляет 150 кПа и собрано 350 см3 газа в течение 60 мин при токе

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Гей-Люссака, который гласит, что при постоянном объеме и постоянном количестве вещества давление прямо пропорционально абсолютной температуре. Формула для закона Гей-Люссака выглядит следующим образом:

\[ P_1 / T_1 = P_2 / T_2 \]

где \( P_1 \) и \( T_1 \) - начальное давление и температура газа, а \( P_2 \) и \( T_2 \) - конечное давление и температура газа.

Для решения задачи нам необходимо найти температуру водорода. У нас есть начальное давление \( P_1 = 150 \) кПа и начальный объем \( V_1 = 350 \) см³. Давление \( P_2 \) равно \( P_1 \), так как объем газа остается неизменным.

Сначала нам необходимо найти количество вещества \( n \) водорода. Для этого мы можем использовать формулу:

\[ n = PV / RT \]

где \( P \) - давление, \( V \) - объем, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( T \) - температура.

Зная давление \( P_1 \), объем \( V_1 \), универсальную газовую постоянную \( R \), мы можем найти количество вещества \( n_1 \) водорода при начальной температуре:

\[ n_1 = P_1V_1 / RT_1 \]

Теперь мы можем использовать полученное количество вещества \( n_1 \) и данное время \( t \) для расчета тока \( I \). Формула для этого преобразования выглядит следующим образом:

\[ I = \frac{ne}{t} \]

где \( e \) - заряд электрона (1.6 x 10^-19 Кл).

Используя известное значение тока \( I \) (1,2 А) и заданное время \( t \) (60 мин), мы можем рассчитать количество вещества \( n_2 \) после электролиза:

\[ n_2 = \frac{It}{e} \]

Зная конечное количество вещества \( n_2 \), мы можем использовать формулу:

\[ P_1 / T_1 = P_2 / T_2 \]

чтобы найти конечную температуру \( T_2 \).

В итоге, используя все предоставленные данные, мы можем рассчитать температуру водорода, если его давление составляет 150 кПа, собрано 350 см³ газа в течение 60 мин при токе 1,2 А через электролитическую ванну с раствором серной кислоты.