ID: 00001333
Сосуд объёмом 10 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г при температуре 27 °C и давлении 200 кПа. Каково отношение массы водорода к массе гелия в смеси?
Источник: ФИПИ
В сосуде смесь двух газов — водорода и гелия. Полное число молей смеси найдём из уравнения состояния по давлению, объёму и температуре. А зная общую массу и число молей, разложим смесь на доли каждого газа.
Найдём полное число молей. \nu=\dfrac{pV}{RT}=\dfrac{2\cdot10^5\cdot0{,}01}{8{,}31\cdot300}\approx0{,}80 моль.
Составим систему. Пусть x — масса водорода, y — масса гелия. По массе: x+y=2 г. По числу молей (\mu_{H_2}=2, \mu_{He}=4\ \frac{\text{г}}{\text{моль}}): \dfrac{x}{2}+\dfrac{y}{4}=0{,}80.
Решим систему. Из второго уравнения 2x+y=3{,}21; вычитая первое x+y=2, получаем x\approx1{,}21 г, y\approx0{,}79 г. Отношение масс \dfrac{m_{H_2}}{m_{He}}=\dfrac{1{,}21}{0{,}79}\approx1{,}5.
1,5