Каков объем сосуда, в котором находится смесь газов, состоящая из 10 килограммов кислорода и 15 килограммов азота

Тема вопроса: Расчет объема газовой смеси

Разъяснение:
Для расчета объема газовой смеси воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Сначала найдем количество вещества кислорода (O₂) и азота (N₂) по массе, используя молярные массы данных веществ: M(O₂) = 32 г/моль, M(N₂) = 28 г/моль.
n(O₂) = m(O₂)/M(O₂) = 10 кг / 32 г/моль
n(N₂) = m(N₂)/M(N₂) = 15 кг / 28 г/моль

Затем найдем общее количество вещества газовой смеси: n(смесь) = n(O₂) + n(N₂)

Также, нам необходимо перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины: T(К) = T(°C) + 273.

Используя полученные значения, подставим их в уравнение состояния идеального газа и найдем объем V:

V = (n(смесь) * R * T) / P

Пример:
Дано: m(O₂) = 10 кг, m(N₂) = 15 кг, P = 0,3 МПа, T = 27 °C

Шаг 1: Находим n(O₂) и n(N₂) по формулам выше.
n(O₂) = 10 кг / 32 г/моль = 0,3125 моль
n(N₂) = 15 кг / 28 г/моль = 0,5357 моль

Шаг 2: Находим n(смесь) = n(O₂) + n(N₂) = 0,3125 моль + 0,5357 моль = 0,8482 моль

Шаг 3: Переводим температуру в Кельвины: T(К) = 27 °C + 273 = 300 K

Шаг 4: Подставляем значения в уравнение состояния идеального газа:
V = (0,8482 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * 300 K) / 0,3 МПа

Шаг 5: Вычисляем объем:
V ≈ 846 м³

Совет:
Для легкого понимания и запоминания формулы уравнения состояния идеального газа (PV = nRT) помните, что P и V, а также n и T в нем прямо пропорциональны.

Ещё задача:
Кислород и азот содержатся в сосуде объемом 500 л при температуре 300 K и при давлении 1,5 атм. Какова масса каждого газа в сосуде? (M(O₂) = 32 г/моль, M(N₂) = 28 г/моль)