Question

В сосуде находится 2 г водорода и 12 г азота при температуре 17 градусов Цельсия и давлении 0,18 МПа. Найти концентрацию молекул водорода в смеси

Answer 1

Имеем уравнения (индексы: 1- водород, 2 - азот); k - коэф.  Больцмана.
p1=n1*kT
p2=n2*kT
p1+p2=p=(n1+n2)kT
n1*M1/m1=n2*M2/m2
Решение
n1=p/{[1+(M1/M2)(m2/m1)]kT}

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем количество молекул водорода и азота в смеси. Для этого нам нужно найти количество вещества каждого газа.

Для водорода: n(H2) = m(H2) / M(H2), где n(H2) - количество вещества водорода, m(H2) - масса водорода, M(H2) - молярная масса водорода.

M(H2) = 2 г/моль (молярная масса водорода)

n(H2) = 2 г / 2 г/моль = 1 моль

Для азота: n(N2) = m(N2) / M(N2), где n(N2) - количество вещества азота, m(N2) - масса азота, M(N2) - молярная масса азота.

M(N2) = 28 г/моль (молярная масса азота)

n(N2) = 12 г / 28 г/моль ≈ 0.43 моль

Теперь найдем количество молекул водорода и азота, умножив количество вещества на постоянную Авогадро (6.022*10^23 молекул/моль):

N(H2) = n(H2) * 6.022*10^23 = 1 моль * 6.022*10^23 молекул/моль = 6.022*10^23 молекул

N(N2) = n(N2) * 6.022*10^23 = 0.43 моль * 6.022*10^23 молекул/моль ≈ 2.6*10^23 молекул

Теперь найдем концентрацию молекул водорода в смеси, разделив количество молекул водорода на общее количество молекул в смеси:

Концентрация молекул водорода = N(H2) / (N(H2) + N(N2)) = 6.022*10^23 / (6.022*10^23 + 2.6*10^23) ≈ 0.70

Таким образом, концентрация молекул водорода в смеси составляет примерно 70%.