某钢瓶容积为3升,当温度为25℃,根据理想气体状态方程,当压力为100kPa时,可充入多少氢气?
选择题
1. 理想气体状态方程是指:
- A. PV = nRT
- B. F = ma
- C. E = mc^2
- D. H2O
答案及解析: A. PV = nRT。理想气体状态方程是PV = nRT,其中P为压力,V为体积,n为物质的量,R为气体常数,T为温度。
填空题
2. 某钢瓶的容积为3升,即_____立方米。
答案及解析: 0.003。1升等于0.001立方米,所以3升为3 × 0.001 = 0.003立方米。
判断题
3. 当温度为25℃时,氢气的摩尔质量约为2.016g/mol。
- 正确 / 错误
答案及解析: 正确。氢气的摩尔质量约为2.016g/mol,这是计算氢气充入钢瓶的重要参数之一。
论述题
4. 根据理想气体状态方程,当钢瓶容积为3升、温度为25℃,压力为100kPa时,钢瓶最多可以充入多少摩尔的氢气?说明计算步骤。
答案及解析:
根据理想气体状态方程 PV = nRT,我们需要将已知条件转化为标准单位:
- V = 3升 = 0.003立方米 (1升 = 0.001立方米)
- T = 25℃ = 25 + 273.15 = 298.15K (温度需转换为开尔文)
- P = 100kPa = 100000Pa
气体常数 R = 8.314 J/(mol·K)
现在可以计算氢气的摩尔数 n:
\[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{100000 \times 0.003}{8.314 \times 298.15} \]
\[ n \approx 0.12 \text{ mol} \]
所以,当压力为100kPa时,钢瓶最多可以充入约0.12摩尔的氢气。
总结
本文讨论了某钢瓶容积为3升,在温度为25℃下,根据理想气体状态方程计算在压力为100kPa时可充入的氢气量。通过选择题、填空题、判断题和论述题的形式,解答了关于气体物理性质和理想气体状态方程的相关问题,帮助读者理解和应用理想气体状态方程进行实际计算。
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