Question

в баллоне объемом 110 л находится 0,56 кг азота и 1,6 кг кислорода . Определить давление смеси газов ппри температуре 27 градусов 

Answer 1

По уравнению Менделеева-Клайпирона $p*V=\frac{m}{M}*R*T$, где р - оказывающее давление (Па), V - объём (м³), m - масса вещества (кг), M - малярная масса вещества (кг/моль), T - абсолютная температура (К). Отсюда выражаем находимое давление: 

$p=\frac{m*R*T}{M*V}$. В системе СИ: 27 °С = 300 К; 110 л = 110*10⁻³ кг/м³; массы газов складываем: 0,56 кг + 1,6 кг = 2,16 кг; малярные массы так же складываем: M(N₂) + M(O₂) = 14 + 16 = 30 гр/моль = 30*10⁻³ кг/моль. Подставляем численные данные и вычисляем: $p=\frac{2,16*8,31*300}{30*10^{-3}*110*10^{-3}}\approx1,63*10^{6}{paskal)=1630(kilopaskal).$

 

Answer 2

Для определения давления смеси газов, воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Сначала определим количество молей каждого газа в смеси. Для этого воспользуемся молярной массой газа и массой вещества газа в баллоне.

Молярная масса азота (N₂) = 28 г/моль. Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль.

Количество молей азота (n₁) = масса азота / молярная масса азота = 0,56 кг / 28 г/моль = 0,02 моль.

Количество молей кислорода (n₂) = масса кислорода / молярная масса кислорода = 1,6 кг / 32 г/моль = 0,05 моль.

Теперь можем рассчитать общее количество молей газа в смеси: n = n₁ + n₂ = 0,02 моль + 0,05 моль = 0,07 моль.

Температуру следует преобразовать в абсолютную шкалу, используя уравнение: T(абс) = T(°C) + 273,15 = 27 °C + 273,15 = 300,15 K.

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, мы можем рассчитать давление смеси газов: P = (nRT) / V, где R = 0,0821 атм·л/(моль·K).

Подставляем значения: P = (0,07 моль * 0,0821 атм·л/(моль·K) * 300,15 K) / 110 л ≈ 0,179 атм.

Таким образом, давление смеси газов при температуре 27 градусов составляет около 0,179 атмосферы.