Question

Определите плотность смеси, состоящей из кислорода m1 = 50 г и водорода m2 = 20 г при температуре 300 К и давлении 1 МПа

Answer 1

Дано:          СИ      Решение:
m1=50 г   10^-2*5 ρ=m/V        pV1=m1/М1*R*T | ρ=m/V=m1+m2/V1+V2=  
m2=20 г   10^-2*2 m=m1+m2 V1=m1*R*T/p*M1|⇒m1+m2/m1*R*T/p*M1+
T=300 K   1*10^6V=V1+V2  V2=m2*R*T/p*M2|  m2*R*T/p*M2=p(m1+m2)/
p=1МПа                                                                     (m1/М1+m2/М2)*R*T  
ρ-?                          Молярная масса водорода(М1)=0.032кг/моль
                                Молярная масса кислорода(M2)=0.032кг/моль
                                Универсальная газовая постоянная(R)=8.31Дж/                                           моль
 ρ=1000000(0.05+0.02)/(0.05/0.032+0.02/0.032)*8.31*300=70000/(1.5625+0.625)*8.31*300=70000/2.1875*8.31*300≈12.84кг/м³
Ответ:ρ≈ 12.84кг/м³

Answer 2

Для определения плотности смеси, состоящей из кислорода и водорода, нам понадобятся следующие данные:

Масса кислорода, m1 = 50 г Масса водорода, m2 = 20 г Температура, T = 300 К Давление, P = 1 МПа = 1 * 10^6 Па

Первым шагом нужно определить количество вещества кислорода и водорода, используя их массы и молярные массы веществ. Молярная масса кислорода (O2) равна примерно 32 г/моль, а молярная масса водорода (H2) составляет примерно 2 г/моль.

Количество вещества кислорода (n1) можно рассчитать, разделив массу на молярную массу:

n1 = m1 / M1 = 50 г / 32 г/моль

Количество вещества водорода (n2) можно рассчитать аналогичным образом:

n2 = m2 / M2 = 20 г / 2 г/моль

Теперь мы можем определить общее количество вещества (n) в смеси, сложив количество вещества кислорода и водорода:

n = n1 + n2

Затем, используя уравнение состояния идеального газа, можно рассчитать объем смеси (V):

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

После определения объема смеси мы можем рассчитать ее плотность (ρ) по формуле:

ρ = (m1 + m2) / V

Теперь давайте выполним необходимые вычисления:

Вычисление количества вещества кислорода: n1 = m1 / M1 = 50 г / 32 г/моль

Вычисление количества вещества водорода: n2 = m2 / M2 = 20 г / 2 г/моль

Вычисление общего количества вещества: n = n1 + n2

Вычисление объема смеси: V = nRT / P

Вычисление плотности смеси: ρ = (m1 + m2) / V

Теперь давайте выполним эти вычисления:

Молярная масса кислорода (O2) = 32 г/моль Молярная масса водорода (H2) = 2 г/моль Универсальная газовая постоянная (R) = 8.314 Дж