Оцените объем, занимаемый газообразным водородом при температуре 0°С и давлении 105 Па, если масса
водорода равна 2 кг. Выберите из приведенных ниже значений близкое к полученному вами результату.
А. 22 м3
. Б. 220 м3
. В. 2,2 м3
. Г. 0,22 м3
. Д. 22•10−3 м

.

Чтобы рассчитать объем газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

где:

• $P$ — давление,
• $V$ — объем,
• $n$ — количество вещества (в молях),
• $R$ — универсальная газовая постоянная ($R = 8,31 \, \text{Дж/(моль•K)}$),
• $T$ — температура в Кельвинах.

Шаг 1. Переведем известные величины в нужные единицы:

1. Масса водорода, $m = 2 \, \text{кг}$.
2. Молярная масса водорода, $M = 2 \, \text{г/моль} = 0{,}002 \, \text{кг/моль}$.
3. Давление, $P = 105 \, \text{Па}$.
4. Температура, $T = 0°C = 273 \, \text{K}$.

Шаг 2. Определим количество вещества $n$:

Для этого разделим массу водорода на его молярную массу:

Шаг 3. Подставим значения в уравнение состояния идеального газа для нахождения объема $V$:

Подставляем известные значения:

Рассчитаем численно:

Шаг 4. Выбор наиболее близкого ответа:

Рассчитанный объем около 216 м³, что ближе всего к варианту Б. 220 м³.

Ответ: Б. 220 м³.