Question

В каком объемном соотношении нужно смешать He и O2,чтобы плотность полученной смеси сравнялась с плотность воздуха?(Ответ должен быть V(He):V(O2)=3:25)

Answer 1

Ответ:

3:25

Объяснение:

Средняя молярная масса воздуха равна 28,98 г/моль.

Плотность воздуха равна 28,98:22,4 = 1,29 г/л.

Пусть в смеси было х моль гелия объёмом 22,4*х литров и массой 4*х граммов и у моль кислорода объёмом 22,4*у литров и массой 32*у граммов.

Тогда объём смеси кислорода и гелия равен 22,4*(х + у) литров.

Масса смеси газов равна 4х + 32у граммов.

Плотность смеси газов равна (4х + 32у)/22,4*(х + у) = 1,29 (по условию, она должна быть равна плотности воздуха), откуда х:у = 3:25

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать закон Бойля-Мариотта, который утверждает, что при постоянной температуре и количестве веществ, давление газа обратно пропорционально его объему.

Плотность газа пропорциональна массе газа на единицу объема. Поскольку воздух состоит преимущественно из азота и кислорода, его плотность примерно равна средней плотности этих двух газов. По данным из справочника, средняя плотность воздуха при 1 атмосфере и 25 градусах Цельсия составляет около 1,2 кг/м^3.

Пусть V(He) и V(O2) - объемы гелия и кислорода соответственно, которые необходимо смешать, чтобы получить смесь плотностью, равной плотности воздуха. Тогда можно записать следующее уравнение:

((V(He) * p(He)) + (V(O2) * p(O2))) / (V(He) + V(O2)) = p(air)

где p(He) и p(O2) - плотности гелия и кислорода соответственно, а p(air) - плотность воздуха.

Из таблицы химических свойств известно, что плотность гелия при стандартных условиях составляет около 0,1785 кг/м^3, а плотность кислорода - около 1,429 кг/м^3.

Подставляя значения в уравнение, получим:

((0,1785 * V(He)) + (1,429 * V(O2))) / (V(He) + V(O2)) = 1,2

Решая это уравнение относительно V(He) / V(O2), получим:

V(He) / V(O2) = 3 / 25

Таким образом, чтобы получить смесь гелия и кислорода, плотность которой равна плотности воздуха, необходимо смешать гелий и кислород в соотношении 3:25 по объему.