• 
  • 06 March 2021
  Математика
  • Автор: СветланаСветик3

  

  Мистеру Фоксу на анализ принесли газовую смесь, содержащую аргон, азот и углекислый газ. Объемные доли аргона и углекислого газа равны и составляют 30% (каждая).Массовая доля азота 30,77% .
  
  Определите, во сколько раз (н.у.) данная смесь легче\тяжелее воздуха. В ответе введите число раз, с точностью до сотых
  
  Плизззззз
  

• 
  • 06 March 2021
  • Ответ оставил: dzharullaev2015

  φ(Ar) = 30% = 0.3
  φ(CO₂) = 30% = 0.3
  w(N₂) = 30,77% = 0.3077
  D(смесь/воздух) - ?
  
  M(Ar) = 39.95 г/моль
  M(CO₂) = 44.01 г/моль
  M(N₂) = 28.01 г/моль
  
  Возьмем для определенности 1 литр этой смеси.
  Тогда по условию задачи в ней содержится 30% или 0,3*1 л = 0,3 л аргона и столько же углекислого газа.
  Тогда на азот остается 1 л - 0,3 л - 0,3 л = 1-0,6 = 0,4 л
  
  При н.у. 1 моль азота занимает 22,4 л.
  А х моль азота занимает 0,4 л.
  Тогда количество вещества азота равно х = 1 моль*0,4 л / 22,4 л =   0,0178 моль
  
  Масса   1   моль   азота      -  28.01 г (молярная масса)
  Масса 0,0178 моль азота - у г
  у = 0,0178*28,01/1 = 0,498578 г.
  Таким образом масса 0,4 л азота - 0,498578 г.
  
  Массовая доля азота равна массе азота, деленной на массу 1 литра смеси (она не известна): w(N₂) = m(N₂)/m(смесь). Массовая доля азота известна (0.3077). Отсюда масса смеси: m(смесь) = m(N₂)/w(N₂) = 
  = 0.498578 г /0,3077 = 1,6203 г
  
  Теперь мы можем вычислить плотность смеси d, она равна массе смеси, деленной на объем смеси: d = 1.6203 г / 1 л = 1,6203 г/л.
  
  Плотность воздуха найдем, исходя из его молярной массы (массы 1 моль) и объема, занимаемого 1 моль газа при н.у.: d(воздух) = M(воздух)/ 22,4 л.
  
  Воздух - это тоже смесь газов, а не чистое вещество. И у него не может быть определенной молярной массы. В качестве молярной массы воздуха принимают среднюю массу, вычисленную исходя из его состава: 78% N₂, 21% O₂, 1% Ar. (остальные газы не учитываются ввиду крайне малого их содержания)
  M(воздух) = 0.78*M(N₂) + 0.21*M(O₂) + 0.01*M(Ar) = 
  = 0.78*28 + 0.21*32 + 0.01*30 = 21,84+6,72+0,3=28.86 ≈ 29 г/моль.
  Таким образом, масса условного 1 моль воздуха - 29 г.
  (При расчете молярные массы газов  округлили, поскольку высокая точность здесь не имеет смысла, так как состав воздуха дается грубо)
  
  Тогда плотность воздуха d(воздух) = 29 г / 22,4 л = 1,295 г/л.
  Плотность же анализируемой смеси 1,6203 г/л.
  Видно, что плотность смеси выше, чем плотность воздуха.
  Чтобы узнать, во сколько раз она выше, разделим ее на плотность воздуха:
  1,6203/1,295 = 1,25

  0
• 
  • 06 March 2021
  • Ответ оставил: Kазак

  А вот решение попроще
  Дано
  η(Ar)=30% (объёмная доля)
  η(CO2)=30%
  ξ(N2)=30,77% (массовая доля)
  Найти
  n = M(смеси)/M(воздуха)
  Объёмная доля азота составляет η(N2)=100%-30%-30% = 40%
  Посчитаем массу одного моля смеси
  М = η(Ar)*M(Ar) + η(N2)*M(N2) + η(CO2)*M(CO2) = 0,3*39,948 + 0,4*28,013 + 0,3*44,01 =  36,3926 г/моль
  Если молярную массу воздуха принять равной 29 г/моль,
  то 
  n = 36,3926/29 =  1,2549 ≈ 1,25
  массовая доля азота не понадобилась

  0
• 
  • НЕ НАШЛИ ОТВЕТ?

  Если вас не устраивает ответ или его нет, то попробуйте воспользоваться поиском на сайте и найти похожие ответы по предмету школьной программы: математика.
  На сегодняшний день (06.09.2026) наш сайт содержит 1049518 вопросов, по теме: математика. Возможно среди них вы найдете подходящий ответ на свой вопрос.

  Найти другие ответы
• Нажимая на кнопку "Ответить на вопрос", я даю согласие на обработку персональных данных

  Ответить на вопрос

Последние опубликованные вопросы