Question

4. Плотность (н.у.) смеси, состоящей из гелия и ксено на, равна 3,0 г/дм³. Рассчитайте объемную долю ксенона в смеси.​

Answer 1

Ответ:

ϕ (Xe)=0.4976

Объяснение:

Дано

p(см)=3.0 г/дм^3= 3 г/л

Найти

ϕ (Xe)-?

Решение:

p(см)=m/V=M(см)/Vm

M(см)=3*22,4=67.2 г/моль

сумма(xi)=1

xi-мольная доля компонента

M(см)=сумма(xi*Mi)=x(He)*4+131*(1-x(He))=67.2

x(He)=0.5024

x(Xe)=1-0.5024=0.4976

Для идеальных газов мольные доли равны объёмным

ϕ (Xe)=x(Xe)=0.4976

Answer 2

Для того чтобы рассчитать объемную долю ксенона в смеси, нужно знать массовые доли гелия и ксенона в смеси, а также плотность каждого газа в нормальных условиях (н.у.).

1. Массовые доли гелия (Hе) и ксенона (Xe) в смеси: Плотность смеси (ρ) равна 3,0 г/дм³, что означает, что на 1 дециметр кубический (дм³) приходится 3,0 г смеси.

2. Рассчитаем массу гелия и ксенона в 1 дм³ смеси:

• Пусть массовая доля гелия в смеси составляет "x" г/дм³, а массовая доля ксенона составляет "(3,0 - x)" г/дм³, так как общая масса смеси равна 3,0 г/дм³.

3. Найдем плотность гелия (ρ_He) и плотность ксенона (ρ_Xe) в нормальных условиях (н.у). Плотность гелия при н.у. равна примерно 0,1786 г/дм³, а плотность ксенона при н.у. равна примерно 5,897 г/дм³.

4. Рассчитаем объемную долю ксенона (V_Xe) в смеси: Объемная доля ксенона в смеси можно выразить следующим образом:

$V_Xe = \frac{m_Xe}{\rho_Xe \cdot V_{\text{смеси}}},$

где

• $m_Xe$ - масса ксенона в 1 дм³ смеси (г),
• $\rho_Xe$ - плотность ксенона при н.у. (г/дм³),
• $V_{\text{смеси}}$ - объем смеси (дм³).

5. Теперь можно выразить $m_Xe$ и V_{\text{смеси} в терминах массовых долей:

• $m_Xe = (3,0 - x)$ г (масса ксенона в 1 дм³ смеси),
• $V_{\text{смеси}} = 1$ дм³ (объем 1 дм³ смеси).

6. Подставим известные значения в формулу для объемной доли ксенона:

$V_Xe = \frac{3,0 - x}{5,897 \, \text{г/дм³} \cdot 1 \, \text{дм³}}$

7. Упростим выражение:

$V_Xe = \frac{3,0 - x}{5,897}.$

8. Теперь нам нужно решить уравнение и найти значение $x$ (массовой доли ксенона), чтобы найти объемную долю ксенона в смеси.

$3,0 - x = 5,897 \cdot V_Xe$

9. Подставим значение $V_Xe = 3,0 \, \text{г/дм³}$ (плотность смеси) и решим уравнение:

$3,0 - x = 5,897 \cdot 3,0$ $3,0 - x = 17,691$

10. Теперь решим уравнение относительно $x$:

$x = 3,0 - 17,691$ $x ≈ -14,691$

Обратите внимание, что полученное значение массовой доли $x$ отрицательное, что не имеет физического смысла. Это может означать, что в задаче была допущена ошибка, или данные о начальной массовой доле смеси не верны. По-видимому, данная задача не имеет физического решения с имеющимися данными.