Определите плотность водорода внутри шара, если его давление p =1,5 *10 5⋅ Па.
Метеорологический шар, наполненный водородом, поднялся на высоту, где температура воздуха t = 0,0 °C. Определите плотность водорода внутри шара, если его давление p =1,5 105⋅ Па.
Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
pV = nRT
где p — давление газа, V — объем газа, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Плотность идеального газа можно выразить следующим образом:
ρ = (p * M) / (R * T)
где ρ — плотность газа, p — давление газа, M — молярная масса газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Для водорода молярная масса M = 2 г/моль.
Подставляем известные значения:
p = 1,5 * 10^5 Па
T = 273,15 K (температура 0,0 °C)
R = 8,31 Дж/(моль*К)
M = 2 г/моль = 0,002 кг/моль
ρ = (1,5 * 10^5 Па * 0,002 кг/моль) / (8,31 Дж/(моль*К) * 273,15 K)
ρ = (300 кг/(м*с^2)) / (2282,565 Дж/(моль*К))
ρ ≈ 0,131 кг/м^3
Таким образом, плотность водорода внутри шара при заданных условиях составляет примерно 0,131 кг/м^3.