Для определения объема, занимаемого 0,5 г водорода , необходимо использовать уравнение состояния идеального газа. Это уравнение связывает давление, объем, количество вещества и температуру газа. Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
Где:
- — давление,
- — объем,
- — количество вещества ,
- — универсальная газовая постоянная ),
- — температура .
Для начала нам нужно определить количество вещества в молях. Это делается с помощью массы вещества и его молярной массы:
Где:
- — масса вещества ,
- — молярная масса вещества .
Молярная масса водорода составляет 2 г/моль. Подставляем значения:
Теперь, чтобы найти объем, нужно задать условия, при которых будет происходить расчет. Допустим, что газ находится при стандартных условиях , которые равны 0 °C и 1 атм .
Подставим эти значения в уравнение состояния идеального газа:
Разрешим уравнение относительно :
Подставим известные значения:
Сначала вычислим числитель:
Теперь разделим на 101,325 Па:
Таким образом, объем, занимаемый 0,5 г водорода при стандартных условиях, составляет приблизительно 5,6 литра.