Водород может существовать в двух формах (модификациях) — в виде орто- и пара- водорода. В молекуле ортоводорода o-H2 (т. пл. −259,10 °C, т. кип. −252,56 °C) ядерные спины направлены одинаково (параллельны), а у параводорода p-H2 (т. пл. −259,32 °C, т. кип. −252,89 °C) — противоположно друг другу (антипараллельны). Равновесная смесь o-H2 и p-H2 при заданной температуре называется равновесный водород e-H2. Разделить модификации водорода можно адсорбцией на активном угле при температуре жидкого азота. При очень низких температурах равновесие между ортоводородом и параводородом почти нацело сдвинуто в сторону последнего. При 80 К соотношение форм приблизительно 1:1. Десорбированный параводород при нагревании превращается в ортоводород вплоть до образования равновесной при комнатной температуре смеси (орто-пара: 75:25). Без катализатора превращение происходит медленно (в условиях межзвездной среды - с характерными временами вплоть до космологических), что даёт возможность изучить свойства отдельных модификаций. Водород — самый лёгкий газ, он легче воздуха в 14,5 раз. Очевидно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость при одной и той же температуре. Как самые лёгкие, молекулы водорода движутся быстрее молекул любого другого газа и тем самым быстрее могут передавать теплоту от одного тела к другому. Отсюда следует, что водород обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ. Его теплопроводность примерно в семь раз выше теплопроводности воздуха. Молекула водорода двухатомна — Н2. При нормальных условиях — это газ без цвета, запаха и вкуса. Плотность 0,08987 г/л (н.у.), температура кипения −252,76 °C, удельная теплота сгорания 120.9×106 Дж/кг, малорастворим в воде — 18,8 мл/л. Водород хорошо растворим во многих металлах (Ni, Pt, Pd и др.), особенно в палладии (850 объёмов на 1 объём Pd). С растворимостью водорода в металлах связана его диффундировать через них; диффузия через углеродистый сплав (например, сталь) иногда сопровождается разрушением сплава вследствие взаимодействия водорода с углеродом (так называемая декарбонизация). Практически не растворим в серебре.
М=500 г= 0,5 кг; теплоемкость воды с = 4,19*10^3 дж/кгк. теплота (удельная) парообразования воды l = 2,256*10^6 дж/кг. т°0 = 20°с. для пара: m1 = 10 г, m2 = 100 г. ур-ие тепл. для первой порции пара: м*с*(т°1 - т°0) = l* m1 + m1*c*(100° - t°1). оно отражает: тепло, полученное водой м, равно теплоте, отданной паром m1 при конденсации при темпер. 100°с и последующим охлаждением образовавшейся воды от 100° до общей температуры т°1. выразим т°1 из него: т°1 =[ lm1 + c(mt°o + 100°m1)]/(c*(m + m1)) = [2,256*10^6*0,01 + 4,19*10^3*(0,5*20 + 100*0,010)]/(4,19*10^3*0,510) = 32,1°. суммарная масса стала 110 г. видим, что 10 грамм пара нагрели смесь на 12 градусов. ясно, что 100 г должны бы были нагреть ее выше 100°с. тут логично сосчитать сначала, сколько теплоты потребует масса м для нагрева до 100°с, потом сосчитать, сколько граммов (m) пара при100° нужно для этого сконденсировать. а именно: с*м*(100° - т°о) = l*m. m = с*м*(100° - т°о) /l = 4,19*10^3*0,5*80/(2,256*10^6) = 0,074 кг = 74 г. в итоге, в этом случае масса станет 500+74=574 г с температурой 100°с. остальной пар "улетучится".
