У молекулярного водорода с массой, занимающей 0,3 м3 при температуре 300 К и давлении 150 кПа, будет какое изменение

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что для идеального газа при постоянной температуре его давление обратно пропорционально его объему. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

$$P_1\cdot V_1=P_2\cdot V_2$$

где $P_1$ и $P_2$ - начальное и конечное давление соответственно, а $V_1$ и $V_2$ - начальный и конечный объем соответственно.

В нашей задаче у нас есть начальный объем $V_1=0,3$ м3 и начальное давление $P_1=150$ кПа. Нам нужно найти конечное давление $P_2$, когда объем молекулярного водорода изменяется.

Для решения задачи необходимо найти конечный объем $V_2$ молекулярного водорода. Мы знаем, что масса водорода не меняется и составляет 0,3 м3 при начальной температуре 300 К. Значит, если мы найдем конечный объем $V_2$, то сможем решить задачу.

Чтобы найти конечный объем $V_2$, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа $PV=nRT$, где $P$ - давление, $V$ - объем, $n$ - количество вещества (в молях), $R$ - универсальная газовая постоянная и $T$ - температура газа в Кельвинах.

Для нашего газа у нас есть начальное давление $P_1=150$ кПа, начальный объем $V_1=0,3$ м3 и начальная температура $T_1=300$ К. Универсальная газовая постоянная $R$ составляет около $8,314$ Дж/(моль·К).

Мы также знаем, что масса газа не меняется, поэтому можно сказать, что количество вещества $n_1$ при начальных условиях равно массе газа при начальных условиях разделенной на молярную массу водорода. Молярная масса водорода составляет примерно $2$ г/моль.

С использованием этих данных мы можем рассчитать начальное количество вещества $n_1$ следующим образом:

$$n_1=\frac{\text{{масса газа}}}{\text{{молярная масса водорода}}}=\frac{0,3}{2}=0,15\text{{ моль}}$$

Теперь, когда у нас есть начальное количество вещества $n_1$, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для нахождения конечного объема $V_2$:

$$P_1\cdot V_1=n_1\cdot R\cdot T_1$$
$$V_2=\frac{n_1\cdot R\cdot T_1}{P_1}$$
$$V_2=\frac{0,15\cdot 8,314\cdot 300}{150}$$

Вычисляя эту формулу, мы получаем:

$$V_2\approx 0,498\text{{ м3}}$$

Теперь у нас есть конечный объем $V_2$. Мы можем использовать его в законе Бойля-Мариотта, чтобы найти конечное давление $P_2$:

$$P_1\cdot V_1=P_2\cdot V_2$$
$$150\cdot 0,3=P_2\cdot 0,498$$

Решая эту формулу для $P_2$, мы получаем:

$$P_2\approx 90,3\text{{ кПа}}$$

Таким образом, изменение давления молекулярного водорода при изменении его объема с 0,3 м3 до около 0,498 м3 при постоянной температуре 300 К составляет примерно 90,3 кПа.