Вопрос школьника
Определите плотность смеси, состоящей из 4 г водорода и 32 г кислорода, при температуре 7 °С и давлении 700 мм рт. ст
Ответ от учителя
Для определения плотности смеси необходимо знать ее массу и объем. Массу смеси можно найти, сложив массы компонентов:
масса смеси = масса водорода + масса кислорода = 4 г + 32 г = 36 г
Для нахождения объема смеси необходимо воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
pV = nRT
где p — давление газа, V — его объем, n — количество вещества (в молях), R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в кельвинах.
Переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:
T = 7 °C + 273,15 = 280,15 K
Подставим известные значения и решим уравнение относительно объема:
V = nRT/p
n = масса/молярная масса
Молярная масса водорода (Н2) равна 2 г/моль, а кислорода (О2) — 32 г/моль.
n(Н2) = 4 г / 2 г/моль = 2 моль
n(О2) = 32 г / 32 г/моль = 1 моль
Таким образом, общее количество вещества в смеси равно 3 молям.
V = (3 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 280,15 К) / (700 мм рт. ст. * 0,1333 кПа/мм рт. ст.) = 0,035 м³
Плотность смеси равна ее массе, деленной на объем:
ρ = масса смеси / объем смеси = 36 г / 0,035 м³ = 1028,57 г/м³
Ответ: плотность смеси, состоящей из 4 г водорода и 32 г кислорода, при температуре 7 °С и давлении 700 мм рт. ст., равна 1028,57 г/м³.
