Физика .Идеальные газы. Определить массу кислорода и гелия в газовой смеси, занимающей объем V=9 м куб, при температуре t=35° и давлении Р=3,27кг/см. кв Газовая смесь состоит из Z=11,1% кислорода и Z=88,9%гелия. Барометрическое давление Р=600мм рт. ст. Найти также: 1)молекулярную массу смеси 2)массовый состав смеси 3)газовую постоянную смеси 4)парциальные давления компонентов смеси 5)приведенный объем кислорода Молекулярные массы компонентов м кислор=32кг/кмоль, м гелия=4 кг/кмоль
Таким образом, мы определили массу, молекулярную массу, массовый состав, газовую постоянную, парциальные давления и приведенный объем кислорода в газовой смеси.
Для начала найдем количество вещества каждого компонента смеси:
nкислородкислородкислород = P<em>VP <em> VP<em>V / R</em>TR </em> TR</em>T Z(кислород)/M(кислород)Z(кислород) / M(кислород)Z(кислород)/M(кислород) nкислородкислородкислород = 3,27</em>104/8,31<em>3083,27 </em> 10^4 / 8,31 <em> 3083,27</em>104/8,31<em>308 0,111/320,111 / 320,111/32 ≈ 0,00107 кмоль
nгелийгелийгелий = P<em>VP <em> VP<em>V / R</em>TR </em> TR</em>T Z(гелий)/M(гелий)Z(гелий) / M(гелий)Z(гелий)/M(гелий) nгелийгелийгелий = 3,27</em>104/8,31<em>3083,27 </em> 10^4 / 8,31 <em> 3083,27</em>104/8,31<em>308 0,889/40,889 / 40,889/4 ≈ 0,0131 кмоль
Теперь найдем массу каждого компонента смеси:
mкислородкислородкислород = nкислородкислородкислород Mкислородкислородкислород mкислородкислородкислород = 0,00107 32 ≈ 0,0342 кг
mгелийгелийгелий = nгелийгелийгелий Mгелийгелийгелий mгелийгелийгелий = 0,0131 4 ≈ 0,0523 кг
1) Молекулярная масса смеси:
Mсмесьсмесьсмесь = m(кислород)+m(гелий)m(кислород) + m(гелий)m(кислород)+m(гелий) / n(кислород)+n(гелий)n(кислород) + n(гелий)n(кислород)+n(гелий) Mсмесьсмесьсмесь = 0,0342+0,05230,0342 + 0,05230,0342+0,0523 / 0,00107+0,01310,00107 + 0,01310,00107+0,0131 ≈ 4,46 кг/кмоль
2) Массовый состав смеси:
mкислородкислородкислород / mсмесьсмесьсмесь = 0,0342 / 0,0865 ≈ 0,396
mгелийгелийгелий / mсмесьсмесьсмесь = 0,0523 / 0,0865 ≈ 0,604
3) Газовая постоянная смеси:
Rсмесьсмесьсмесь = R<em>M(смесь)R <em> M(смесь)R<em>M(смесь) / Mкислородкислородкислород Rсмесьсмесьсмесь = 8,31</em>4,468,31 </em> 4,468,31</em>4,46 / 32 ≈ 1,16 кДж/кг∗Ккг*Ккг∗К
4) Парциальные давления компонентов смеси:
Pкислородкислородкислород = nкислородкислородкислород R T / V
Pкислородкислородкислород = 0,00107 8,31 308 / 9 ≈ 0,29 кг/см²
Pгелийгелийгелий = nгелийгелийгелий R T / V
Pгелийгелийгелий = 0,0131 8,31 308 / 9 ≈ 3,01 кг/см²
5) Приведенный объем кислорода:
Vкислородкислородкислород = V Z(кислород)/Z(гелий)Z(кислород) / Z(гелий)Z(кислород)/Z(гелий) = 9 0,111/0,8890,111 / 0,8890,111/0,889 ≈ 1,13 м³
Таким образом, мы определили массу, молекулярную массу, массовый состав, газовую постоянную, парциальные давления и приведенный объем кислорода в газовой смеси.