15. Оцените объем, занимаемый газообразным водородом при температуре 0°С и давлении 10⁵ Па, если его масса 2 кг. Из приведенных ниже значений выберите близкое к полученному вами результату.

Решение:

Воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона:

\[ PV = \frac{m}{M} RT \]

где \( P \) — давление, \( V \) — объем, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса, \( R \) — универсальная газовая постоянная, \( T \) — абсолютная температура.

Молярная масса водорода \( M(H_2) = 2 \u0007 10^{-3} \) кг/моль.

Температура \( T = 0^\cdotC + 273 = 273 \) К.

Давление \( P = 10^5 \) Па.

Масса \( m = 2 \) кг.

Универсальная газовая постоянная \( R = 8.31 \) Дж/(моль·К).

Выразим объем \( V \):

\[ V = \frac{mRT}{PM} \]

\[ V = \(\frac{2 \u0007 8.31 \u0007 273}{10^5 \u0007 2 \u0007 10^{-3}}\) = \(\frac{4535.46}{200}\) \(\approx\) 22.67 \) м³

Близкое значение — 22 м³.

Ответ: А. 22 м³.