Вопрос школьника
Нерастяжимая оболочка метеорологического зонда массой М = 2,1 кг наполнена водородом, занимающим объём V =2 м3. Температура окружающего воздуха Т0 = 273 К при давлении р0 = 10^5 Па. Шар находится в состоянии безразличного равновесия. Определить давление водорода.
Ответ от учителя
Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
pV = nRT,
где p — давление газа, V — его объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Перепишем уравнение в виде:
p = nRT/V.
Найдем количество вещества n:
n = m/M,
где m — масса газа, M — его молярная масса.
Молярная масса водорода H2 равна 2 г/моль, поэтому
n = 2100 г / 2 г/моль = 1050 моль.
Теперь можем выразить давление водорода:
p = nRT/V = 1050 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273 К / 2 м3 = 98 000 Па.
Ответ: давление водорода в зонде составляет 98 000 Па.