Водород объемом 3*10^-3 м^3 находится под давлением 100.5 кПа при 298 К. Какую массу гелия под таким же давлением надо прибавить к водороду, чтобы при неизменном общем давлении парциальное давление гелия в смеси стало равным 57.55 кПа?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем количество вещества водорода по формуле:

n(H2) = (PV)/(RT) = (100.5 кПа 310^-3 м^3) / (8.31 Дж/(мольК) 298 К) ≈ 0.12 моль.

Теперь найдем массу гелия, которую надо добавить к водороду:

m(He) = n(He) * M(He),

где M(He) - молярная масса гелия, примерно равная 4 г/моль.

Теперь найдем количество вещества гелия, используя уравнение состояния:

n(He) = (P(He) V) / (R T),

где P(He) = 57.55 кПа - парциальное давление гелия.

Подставим известные значения:

n(He) = (57.55 кПа 310^-3 м^3) / (8.31 Дж/(мольК) 298 К) ≈ 0.07 моль.

Теперь найдем массу гелия:

m(He) = 0.07 моль * 4 г/моль ≈ 0.28 г.

Итак, надо добавить примерно 0.28 г гелия к водороду для достижения требуемого парциального давления.