Атмосфера Юпитера содержит 90% водорода и 10% гелия по объему. Рассчитайте среднюю молярную массу такой атмосферы (с точностью до десятых) и определите, при каком давлении (в атмосферах) ее плотность будет равна плотности земного воздуха (давление 1 атм), если температуры обеих атмосфер одинаковы?
Атмосфера Юпитера содержит 90% водорода и 10% гелия по объему. Рассчитайте среднюю молярную массу такой атмосферы (с точностью до десятых) и определите, при каком давлении (в атмосферах) ее плотность будет равна плотности земного воздуха (давление 1 атм), если температуры обеих атмосфер одинаковы?
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Средняя молярная масса атмосферы Юпитера вычисляется как средневзвешенная молярная масса водорода и гелия:
Молярная масса водорода H2H₂H2 = 2 г/моль
Молярная масса гелия HeHeHe = 4 г/моль
Средняя молярная масса атмосферы Юпитера = 0.9<em>2г/моль0.9 <em> 2 г/моль0.9<em>2г/моль + 0.1</em>4г/моль0.1 </em> 4 г/моль0.1</em>4г/моль = 1.8 + 0.4 = 2.2 г/моль
Чтобы найти давление, при котором плотность атмосферы Юпитера будет равна плотности земного воздуха, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
p = ρ<em>R</em>Tρ <em> R </em> Tρ<em>R</em>T / M,
где p - давление, ρ - плотность, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах и M - молярная масса.
Для земного воздуха:
M_земного воздуха = 29 г/моль
Из условия задачи плотность земного воздуха равна плотности атмосферы Юпитера при неизвестном давлении p:
1г/см31г/см³1г/см3 = 2.2г/моль<em>p</em>R∗T2.2 г/моль <em> p </em> R * T2.2г/моль<em>p</em>R∗T / 2.2 г/моль.
Так как R/T = 1, исключим их из уравнения и решим относительно p:
p = 1 атм.
Таким образом, при давлении 1 атмосфера плотность атмосферы Юпитера будет равна плотности земного воздуха.