В сосуде объемом V = 11л находится газовая смесь, состоящая из неона массой m1=4 г, водорода массой m2=0,5 г и азота массой m3=3 г. Температура в сосуде T = 31∘С. Каково давление смеси этих газов? ответ вырази в кПа и округли до десятых.
Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура абсолютная.
Во-первых, необходимо определить количество вещества каждого газа в молях. Для этого воспользуемся молярной массой:
molar mass (M) = mass (m) / moles (n).
Для неона:
M1 = 20 g/mol (по таблице молярных масс).
n1 = m1 / M1 = 4 g / 20 g/mol = 0.2 mol.
Для водорода:
M2 = 2 g/mol.
n2 = m2 / M2 = 0.5 g / 2 g/mol = 0.25 mol.
Для азота:
M3 = 28 g/mol.
n3 = m3 / M3 = 3 g / 28 g/mol ≈ 0.1071 mol.
В результате получаем количество вещества для каждого газа.
Теперь необходимо определить общее количество вещества в смеси газов:
ntotal = n1 + n2 + n3 ≈ 0.2 mol + 0.25 mol + 0.1071 mol ≈ 0.5571 mol.
Далее, используя уравнение состояния идеального газа, найдем давление смеси газов:
Ptotal = (ntotal * R * T) / V.
Обратите внимание, что температура T должна быть в Кельвинах. Для перевода из Цельсия в Кельвины используется формула Tk = Tc + 273.15. В данном случае, T = 31 + 273.15 К ≈ 304.15 К.
Теперь, подставим известные значения в формулу:
Ptotal = (0.5571 mol * 8.314 kPa*mol/K * 304.15 K) / 11 L = 0.005453648 kPa ≈ 0.0055 kPa.
Итак, давление смеси этих газов составляет примерно 0.0055 кПа (округлено до десятых).
