2018-04-16
В баллоне объемом $V = 7,5 л$ при температуре $T = 300 К$ находится смесь идеальных газов: $\nu_{1} = 0,10$ моля кислорода, $\nu_{2} = 0,20$ моля азота и $\nu_{3} = 0,30$ моля углекислого газа. Считая газы идеальными, найти:
а) давление смеси;
б) среднюю молярную массу $M$ данной смеси, которая входит в уравнение ее состояния $pV = (m/M) RT$, где $m$ — масса смеси.
Решение:
(а) Смесь содержит $\nu_{1}, \nu_{2}$ и $\nu_{3}$ молей $O_{2}, N_{2}$ и $CO_{2}$ соответственно. Затем общее количество молей смеси
$\nu = \nu_{1} + \nu_{2} + \nu_{3}$
Мы знаем, что уравнение идеального газа для смеси
$pV = \nu RT$ или $p = \frac{ \nu RT}{V}$
или, $p = \frac{ ( \nu_{1} + \nu_{2} + \nu_{3} ) RT }{V} = 1,968 атм$ на замену
(б) Масса кислорода ($O_{2}$), присутствующая в смеси: $m_{1} = \nu_{1}M_{1}$. Масса азота ($N_{2}$), присутствующая в смеси: $m_{2} = \nu_{2}M_{2}$. Масса диоксида углерода ($CO_{2}$), присутствующего в смеси: $m_{3} = \nu_{3} M_{3}$. Таким образом, масса смеси
$m = m_{1} + m_{2} + m_{3} = \nu_{1} M_{1} + \nu_{2} M_{2} + \nu_{3} M_{3}$
Масса молекулы смеси: $M = \frac{ масса смеси }{общее количество молей} = \frac{ \nu_{1}M_{1} + \nu_{2}M_{2} + \nu_{3} M_{3} } { \nu_{1} + \nu_{2} + \nu_{3}} = 36,7 г/моль$. при подстановке