Дано:
Объем водорода: V = 250 см^3
Давление водорода: P = 98,7 кПа
Давление насыщенного пара воды при 26°C: P_0 = 3,4 кПа
Температура: T = 26°C = 26 + 273 = 299 K
Найти:
Массу водорода и его объем при нормальных условиях
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем давление водорода над водой без учета насыщенного пара воды:
P_водорода = P - P_0 = 98,7 кПа - 3,4 кПа = 95,3 кПа
2. Рассчитаем количество вещества водорода по формуле состояния идеального газа:
n = P * V / (R * T), где R - универсальная газовая постоянная (R ≈ 8,31 Дж/(моль*К))
n = 95,3 кПа * 250 см^3 / (8,31 Дж/(моль*К) * 299 K)
n ≈ 0,011 моль
3. Рассчитаем массу водорода:
m = n * M(водорода), где M(водорода) ≈ 2 г/моль
m = 0,011 моль * 2 г/моль
m ≈ 0,022 г
4. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях:
V_н.у. = n * R * T / P_н.у.
где P_н.у. - давление при нормальных условиях (P_н.у. = 101,3 кПа)
V_н.у. = 0,011 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273 K / 101,3 кПа
V_н.у. ≈ 0,244 л
Ответ:
Масса водорода, собранного над водой при 26°C и давлении 98,7 кПа, равна примерно 0,022 г. Объем водорода при нормальных условиях составляет примерно 0,244 л.