Какой газ из указанных должен быть использован для заполнения воздушного шара: оксид углерода, гелий или озон?

Для заполнения воздушного шара наиболее подходящим газом будет гелий. Ответ обосновывается рядом факторов.

Во-первых, гелий – это гораздо легче воздуха, поскольку его атомы меньше и вес поменьше. Это делает гелий идеальным газом для наполнения воздушных шаров, поскольку он обеспечивает подъемную силу, позволяющую шару взлететь.

Во-вторых, оксид углерода и озон не являются подходящими для заполнения воздушного шара. Оксид углерода – это токсичный газ, который может быть опасен для жизни и здоровья человека. Озон, в свою очередь, является реактивным и очень раздражающим газом, который также может быть опасным для здоровья.

Теперь давайте подтвердим наш ответ расчетами. Для этого нам нужно учитывать плотность газов.

Плотность газа можно определить по формуле \(p = \frac{m}{V}\), где \(p\) - плотность газа, \(m\) - масса газа, \(V\) - объем.

По известным данным, воздушный шар обычно имеет массу около 1 кг. Также нам известно, что объем шара равен примерно 10 литрам (0,01 м³).

Теперь сравним плотность газов – гелия, оксида углерода и озона.

1. Гелий:
Молярная масса гелия (He) составляет около 4 г/моль.
Поэтому масса гелия, необходимая для заполнения воздушного шара, составляет:
\(m_{\text{He}} = p_{\text{He}} \cdot V = \frac{m_{\text{He}}}{V} \cdot V = \frac{4 \, \text{г/моль}}{22,4 \, \text{л/моль}} \cdot 0,01 \, \text{м}^3 \approx 0,018 \, \text{кг}\).

Как видно, масса гелия, необходимая для заполнения шара, составляет около 0,018 кг.

2. Оксид углерода (CO₂):
Молярная масса оксида углерода (CO₂) составляет около 44 г/моль.
Масса оксида углерода, необходимая для заполнения воздушного шара, составляет:
\(m_{\text{CO}_2} = p_{\text{CO}_2} \cdot V = \frac{m_{\text{CO}_2}}{V} \cdot V = \frac{44 \, \text{г/моль}}{22,4 \, \text{л/моль}} \cdot 0,01 \, \text{м}^3 \approx 0,197 \, \text{кг}\).

Масса оксида углерода, необходимая для заполнения шара, составляет около 0,197 кг.

3. Озон (O₃):
Молярная масса озона (O₃) составляет около 48 г/моль.
Масса озона, необходимая для заполнения воздушного шара, составляет:
\(m_{\text{O}_3} = p_{\text{O}_3} \cdot V = \frac{m_{\text{O}_3}}{V} \cdot V = \frac{48 \, \text{г/моль}}{22,4 \, \text{л/моль}} \cdot 0,01 \, \text{м}^3 \approx 0,214 \, \text{кг}\).

Масса озона, необходимая для заполнения шара, составляет около 0,214 кг.

Полученные результаты показывают, что масса гелия, необходимая для заполнения воздушного шара, гораздо меньше, чем масса оксида углерода или озона. Поэтому гелий является наиболее подходящим газом для заполнения воздушного шара.

Надеюсь, ответ был достаточно подробным и понятным для вас. Если у вас остались вопросы, пожалуйста, спросите.