Question

Определить массу 35,84 литров смеси газов при давлении равном 0,5 атм, температуре равной 273 градуса состоящей из азота и гелия.Объем гелия равен 1/4 объема смеси

Answer 1

1) Сначала нужно рассчитать парциальное давление N2 и He по ф-ле: P парц. = P общее*объемная доля; т.о. для He P парц. = 101*0.5*0.25 = 12.625 кПа, а для N2 - соот-но 101*0.5*0.75 = 37.875 кПа;

2) в соот-ии с з. Менделеева-Клапейрона, m He сост-т 4*(12.625*35.84*0.25/(273*2*8.314)) = 0.1 г, а m N2 - соот-но 28*(37.875*35.84*0.75/(273*2*8.314)) = 6.28 г;

3) масса смеси сос-т 0.1+6.28 = 6.38 г.

Answer 2

Для решения задачи необходимо знать молярные массы азота (N₂) и гелия (He). Молярная масса N₂ составляет примерно 28 г/моль, а молярная масса He равна приблизительно 4 г/моль.

Для начала найдем массовую долю гелия в смеси. Поскольку объем гелия составляет 1/4 объема смеси, то его массовая доля будет:

массовая доля гелия = (масса гелия) / (масса смеси)

Обозначим массу смеси как М. Тогда масса гелия будет составлять 1/4 * М.

С учетом этого, массовая доля гелия может быть записана как:

1/4 * М / М = 1/4

Теперь найдем массу азота в смеси. Поскольку смесь состоит только из азота и гелия, массовая доля азота будет:

массовая доля азота = 1 - массовая доля гелия = 1 - 1/4 = 3/4

Обозначим массу азота как m. Тогда масса гелия будет составлять 3/4 * М.

Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа для нахождения массы смеси.

PV = nRT

Где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Отсюда выражаем количество вещества:

n = PV / RT

В нашем случае объем равен 35,84 л, давление равно 0,5 атм, температура составляет 273 градуса (это равно 0 градусам Цельсия + 273). Значение универсальной газовой постоянной (R) составляет 0,0821 атм * л / (моль * К).

Подставляя все значения в формулу, получаем:

n = (0,5 атм * 35,84 л) / (0,0821 атм * л / (моль * К) * 273 K)

n ≈ 0,815 моль

Теперь найдем массу смеси, зная ее количество вещества и молярную массу:

масса смеси = количество вещества * молярная масса

масса смеси = 0,815 моль * (28 г/моль + 4 г/моль)

масса смеси ≈ 32,12 г

Таким образом, масса 35,84 литров смеси газов, состоящей из азота и гелия при давлении 0,5 атм и температуре 273 градуса, равна около 32,12 г.