Цистерна с предохранительным клапаном содержит водород при температуре 15градусов и давлении 100кпа. при нагревании дои37градусов через клапан выходит 6кг водорода. если при этом давление не меняется, то объем цистерны составляет?
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся законы идеального газа.
Первый закон идеального газа (уравнение Клапейрона) гласит: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.
В данной задаче мы знаем давление (P1 = 100 кПа), температуру (T1 = 15 градусов) и количество вещества (n1 = масса водорода / молярная масса водорода). Мы также знаем, что давление не меняется (P2 = P1), а температура увеличивается до 37 градусов. Нам нужно найти объем (V2).
1. Определяем количество вещества (n1) водорода. Для этого нам нужно знать молярную массу водорода (H2). Молярная масса водорода равна 2 г/моль.
n1 = масса водорода / молярная масса водорода
n1 = 6 кг / 2 г/моль = 3000 моль
2. Используя уравнение Клапейрона, найдем V1 (объем цистерны при температуре 15 градусов):
3. Так как давление не меняется (P2 = P1) и нам дана новая температура (T2 = 37 градусов), мы можем использовать уравнение Клапейрона вновь, чтобы найти V2:
Первый закон идеального газа (уравнение Клапейрона) гласит: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.
В данной задаче мы знаем давление (P1 = 100 кПа), температуру (T1 = 15 градусов) и количество вещества (n1 = масса водорода / молярная масса водорода). Мы также знаем, что давление не меняется (P2 = P1), а температура увеличивается до 37 градусов. Нам нужно найти объем (V2).
1. Определяем количество вещества (n1) водорода. Для этого нам нужно знать молярную массу водорода (H2). Молярная масса водорода равна 2 г/моль.
n1 = масса водорода / молярная масса водорода
n1 = 6 кг / 2 г/моль = 3000 моль
2. Используя уравнение Клапейрона, найдем V1 (объем цистерны при температуре 15 градусов):
P1V1 = n1RT1
V1 = (n1RT1) / P1
V1 = (3000 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * (15+273) К) / (100 кПа)
V1 = 0.594 м³
3. Так как давление не меняется (P2 = P1) и нам дана новая температура (T2 = 37 градусов), мы можем использовать уравнение Клапейрона вновь, чтобы найти V2:
P2V2 = n1RT2
V2 = (n1RT2) / P2
V2 = (3000 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * (37+273) К) / (100 кПа)
V2 = 1.703 м³
Ответ: объем цистерны составляет 1.703 м³.