Определите плотность поазоту газовой смеси, состоящей из25%метана и 75% воздуха.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нужно найти среднюю молекулярную массу газовой смеси и плотность газовой смеси можно рассчитать с помощью уравнения состояния идеального газа.

M(смесь) = x1 M(метан) + x2 M(воздух),

где x1 и x2 - доли объемных процентов метана и воздуха соответственно,
M(метан) = 16 г/моль (молекулярная масса метана),
M(воздух) = 29 г/моль (молекулярная масса воздуха).

M(смесь) = 0,25 16 г/моль + 0,75 29 г/моль = 24,75 г/моль.

ρ = P M(смесь) / (R T),

где P - давление газовой смеси,
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К)),
T - температура газовой смеси (в К).

Плотность воздуха на уровне моря при нормальных условиях составляет примерно 1,225 кг/м³. Пусть давление и температура также соответствуют нормальным условиям.

T = 273,15 К,
P = 101,325 кПа.

Рассчитаем плотность газовой смеси:

ρ = 101,325 кПа 24,75 г/моль / (8,314 Дж/(мольК) * 273,15 К) ≈ 1,23 кг/м³.

Итак, плотность газовой смеси, состоящей из 25% метана и 75% воздуха, при нормальных условиях составляет примерно 1,23 кг/м³.