Определить к какому давления необходимо сжимать 5кг газовой смеси, состоящей из 28% СО2, 70% N2 и 2% О2, чтобы при температуре 70'С эта смесь занимала объем 1,8 (газовая смесь задана объемными кониентрациямы).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи, мы будем использовать закон Бойля-Мариотта:

P1V1/T1 = P2V2/T2

Где:
P1 - начальное давление (которое мы ищем)
V1 - начальный объем (1,8)
T1 - начальная температура (70°C = 343K)
P2 - конечное давление (неизвестно)
V2 - конечный объем (1,8)
T2 - конечная температура (70°C = 343K)

Теперь мы должны перевести массовые проценты в молярные концентрации. Для этого найдем молярные массы каждого компонента:

Молярная масса СО2 = 44,01 г/моль
Молярная масса N2 = 28,02 г/моль
Молярная масса О2 = 32 г/моль

Теперь найдем количество вещества каждого компонента в 5 кг газовой смеси:

Масса СО2 = 5 кг 0,28 = 1,4 кг
Масса N2 = 5 кг 0,7 = 3,5 кг
Масса О2 = 5 кг * 0,02 = 0,1 кг

Теперь найдем количество вещества каждого компонента с использованием их молярной массы:

Моль СО2 = 1,4 кг / 44,01 г/моль = 0,0318 моль
Моль N2 = 3,5 кг / 28,02 г/моль = 0,1248 моль
Моль О2 = 0,1 кг / 32 г/моль = 0,0031 моль

Теперь мы можем найти общее количество вещества в газовой смеси:

n = 0,0318 + 0,1248 + 0,0031 = 0,1597 моль

Теперь мы можем найти давление, под которым нужно сжимать газовую смесь:

P1 = (nRT1) / V1
P1 = (0,1597 моль 8,314 Дж/(моль·К) 343 K) / 1,8 м³
P1 ≈ 1645,96 Па

Таким образом, данную газовую смесь необходимо сжимать до давления примерно 1646 Па при температуре 70°C.