Найдите плотность жидкого водорода, если известно, что 0,5 л его имеет массу 35 г.

Для решения этой задачи необходимо использовать основные понятия и формулы, связанные с плотностью вещества. Давайте разберем теоретическую часть подробно.

1. Что такое плотность?
   Плотность вещества характеризует, сколько массы данного вещества содержится в единице объема. Это физическая величина, которая показывает, насколько "плотно" упакованы молекулы вещества в данном объеме. Плотность обозначается буквой ρ (ро) и измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м³) или граммах на кубический сантиметр (г/см³) в зависимости от системы единиц.

2. Формула для расчета плотности:
   Плотность вещества определяется по формуле:
   $$ \rho = \frac{m}{V} $$
   где:

   • $ \rho $ — плотность вещества (например, в кг/м³ или г/см³),
   • $ m $ — масса вещества (например, в килограммах или граммах),
   • $ V $ — объем вещества (например, в кубических метрах или литрах).

3. Единицы измерения:

   • Масса ($ m $) обычно измеряется в граммах (г) или килограммах (кг).
   • Объем ($ V $) может быть выражен в литрах (л), кубических метрах (м³), кубических сантиметрах (см³) и других единицах.
   • Если объем дан в литрах, стоит помнить, что: $$ 1 \, \text{л} = 1 \, \text{дм}^3 \quad \text{и} \quad 1 \, \text{дм}^3 = 1000 \, \text{см}^3 $$ или $$ 1 \, \text{л} = 0{,}001 \, \text{м}^3. $$

4. Перевод единиц, если требуется:
   В задачах часто встречаются разные единицы измерения. Если плотность требуется в килограммах на кубический метр (кг/м³), а исходные данные заданы в граммах и литрах, нужно выполнить преобразования единиц:

   • Перевести массу из граммов в килограммы: $$ 1 \, \text{г} = 0{,}001 \, \text{кг}. $$
   • Перевести объем из литров в кубические метры: $$ 1 \, \text{л} = 0{,}001 \, \text{м}^3. $$

5. Физический смысл плотности:
   Чем больше плотность, тем больше масса вещества в одном и том же объеме. Например, плотность воды равна примерно $ 1000 \, \text{кг/м}^3 $, что значит: в одном кубическом метре воды содержится 1000 кг этой жидкости. В отличие от воды, газообразные и некоторые жидкие вещества (например, жидкий водород) имеют значительно меньшую плотность, поскольку их молекулы расположены менее плотно.

6. Решение задачи — алгоритм:
   Для вычисления плотности по известным массе и объему:

   • Подставьте значение массы ($ m $) в формулу для плотности.
   • Подставьте значение объема ($ V $) в формулу.
   • Убедитесь, что все значения имеют совместимые единицы измерения. Если необходимо, выполните перевод единиц.
   • Выполните деление массы на объем.

7. Ожидания от результата:
   Плотность жидкого водорода значительно меньше плотности воды, так как водород является легким элементом. Примерные значения плотности жидкого водорода находятся в диапазоне нескольких десятков кг/м³, что может быть подтверждено расчетами.

Подготовив теоретическую базу, можно перейти к расчетам, используя указанные формулы и принципы.