Question

Масса сосуда, заполненного оксидом углерода ( IV ), равна 422 г (н. у.). Этот же сосуд с аргоном имеет массу 420г. Если сосуд наполнить смесью из аргона и неизвестного газа Y (объемные доли газов по 50%), то масса его станет равна 417 г. Вычислите массу сосуда, объем сосуда и молекулярную массу газа Y.

Answer 1

Пусть М- масса сосуда, a V -  его обьем. На основании сведений про углекислый газ и аргон можно составить систему уравнений:

422 = М + (V/22.4)*44;
420 = M + (V/22.4)*40;

Вычитая обе стороны второго уравнения из первого получим: 2=V*4/22.4 или V = 11.2Л, подставляя это значение в 1-е уравнение получим
422= М +(11.2/22.4)*44 или М = 400г

Про неизвестный газ: можно составить следующее уравнение:

417 = М + 0.5*(V/22.4)*40 +0.5*(V/22.4)*X, где X - молярная масса неизвестного газа;
417 = 400 + 0.5*(11.2/22.4)*40 +0.5 *(11.2/22.4)*X = 400 + 10 +0.25*x, x = 28г/моль - это может быть азот

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Дальтона частичного давления газов и закон сохранения массы.

Закон Дальтона частичного давления газов:

Согласно закону Дальтона, сумма частичных давлений газов в смеси равна общему давлению этой смеси. Мы можем использовать этот закон для определения частичного давления аргона и газа Y в смеси.

Закон сохранения массы:

Согласно закону сохранения массы, масса сосуда, заполненного газом, должна оставаться постоянной во всех состояниях. Мы можем использовать этот закон для определения массы сосуда и массы газа Y.

Решение:

Давайте обозначим массу сосуда как M, объем сосуда как V, молекулярную массу газа Y как М_Y, массу аргона в смеси как m_Ar, и массу газа Y в смеси как m_Y.

Мы знаем, что масса сосуда, заполненного оксидом углерода (IV), равна 422 г. Это означает, что масса оксида углерода (IV) в сосуде равна 422 г.

Мы также знаем, что масса сосуда с аргоном составляет 420 г. Это означает, что масса аргона в сосуде равна 420 г.

Теперь рассмотрим смесь из аргона и газа Y. По условию задачи, объемные доли газов по 50%, поэтому массы аргона и газа Y в смеси будут равны между собой.

Таким образом, масса аргона в смеси (m_Ar) и масса газа Y в смеси (m_Y) равны 417 г каждая.

Используя закон Дальтона, мы можем записать следующее уравнение для частичных давлений аргона и газа Y в смеси:

P_Ar + P_Y = P_total

где P_Ar - частичное давление аргона, P_Y - частичное давление газа Y и P_total - общее давление смеси.

Так как объемные доли газов равны 50%, частичные давления газов в смеси будут равны половине общего давления:

P_Ar = P_Y = P_total / 2

Мы также можем записать уравнение для масс на основе закона сохранения массы:

M + m_Ar + m_Y = 422 г + 420 г + 417 г = 1259 г

Теперь у нас есть два уравнения:

P_Ar = P_total / 2 M + m_Ar + m_Y = 1259 г

Мы также можем использовать уравнение состояния идеального газа для определения массы аргона и газа Y:

m_Ar = (P_Ar * V) / (R * T) m_Y = (P_Y * V) / (R * T)

где R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Из уравнений выше мы можем сделать следующие выводы:

1. Масса аргона и газа Y в смеси равны 417 г каждая. 2. Частичное давление аргона и газа Y в смеси равны половине общего давления. 3. Масса сосуда, заполненного оксидом углерода (IV), равна 422 г. 4. Масса сосуда с аргоном равна 420 г. 5. Масса сосуда, объем сосуда и молекулярная масса газа Y являются неизвестными.

Для решения этой системы уравнений и определения неизвестных величин, нам необходимы дополнительные данные, такие как температура и универсальная газовая постоянная. Без этих данных не можем определить массу сосуда, объем сосуда и молекулярную массу газа Y.