Question

В сосуде объемом 10 л содержится смесь газов - азота массой 7 г и водорода массой 1 г - при температуре 7 С. Определить давление смеси газов.

Answer 1

Из уравнения Менделеева-Клапейрона найдите давление для каждого из газов, после чего исходя из закона Дальтона определите общее давление газов.

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать закон идеального газа:

pV = nRT

где p - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа.

Сначала необходимо определить количество молей каждого газа в смеси. Для этого воспользуемся молярной массой каждого газа:

молярная масса азота (N₂) = 28 г/моль молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль

Количество молей азота: n(N₂) = m(N₂) / M(N₂) = 7 г / 28 г/моль = 0,25 моль

Количество молей водорода: n(H₂) = m(H₂) / M(H₂) = 1 г / 2 г/моль = 0,5 моль

Теперь можно определить общее количество молей газов в смеси:

n(общ) = n(N₂) + n(H₂) = 0,25 моль + 0,5 моль = 0,75 моль

Для определения давления необходимо знать температуру газов. В задаче указана температура 7 °C, поэтому перед расчётом нужно перевести температуру в абсолютную шкалу (Кельвина):

T = 7 °C + 273,15 = 280,15 К

Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К), поэтому:

pV = nRT

p = nRT / V = (0,75 моль) * (8,31 Дж/(моль·К)) * (280,15 К) / (10 л) = 15,8 кПа

Ответ: давление смеси газов составляет 15,8 кПа.