В емкостью V = 11,2 л находится водород при нормальных условиях. После того как в было дополнительно введено некоторое количество гелия, давление р возросло до р = 0,15 МПа, а температура не изменилась. Определить массу гелия, введенного в .

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит: при постоянной температуре количество вещества (в молях) и объем (в литрах) взаимно пропорциональны, соответственно, давление (в паскалях) и объем тоже взаимно пропорциональны.

Перейдем к решению задачи:

1. Найдем количество вещества водорода до добавления гелия.

Известно, что при нормальных условиях (0°C и 1 атм), 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Поэтому, чтобы найти количество вещества водорода в емкости объемом 11,2 литра, можно воспользоваться формулой:

n1 = V1 / Vm,

где n1 - количество вещества водорода до добавления гелия,
V1 - объем водорода,
Vm - молярный объем, равный 22,4 л/моль.

n1 = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.

Таким образом, в емкости находится 0,5 моль водорода.

2. Найдем количество вещества гелия, добавленного в емкость.

Из закона Бойля-Мариотта следует, что давление напрямую пропорционально количеству вещества, если температура и объем не меняются. Мы знаем изменение давления и объема (V2 = 11,2 л) и можем использовать формулу:

P1 / n1 = P2 / n2,

где P1 - начальное давление,
n1 - начальное количество вещества,
P2 - давление после добавления гелия,
n2 - количество вещества гелия.

Подставим известные значения:

1 атм / 0,5 моль = 0,15 МПа / n2.

Преобразуем единицы измерения давления:

1 атм = 101325 Па,
0,15 МПа = 150000 Па.

Теперь решим уравнение:

101325 Па / 0,5 моль = 150000 Па / n2.

n2 = (150000 Па * 0,5 моль) / 101325 Па.

n2 ≈ 0,741 моль.

3. Найдем массу гелия, добавленного в емкость.

Для этого воспользуемся формулой:

m2 = M2 * n2,

где m2 - масса гелия,
M2 - молярная масса гелия, равная 4 г/моль,
n2 - количество вещества гелия.

m2 = 4 г/моль * 0,741 моль.

m2 ≈ 2,964 г.

Ответ: Масса гелия, добавленного в емкость, равна приблизительно 2,964 г.