Два баллона вместимостью 6 и 4 л при температуре 20˚С заполнены водородом при давлении 300 кПа и азотом при давлении 500 кПа. В баллонах после их соединения образовалась механическая смесь газов с той же температурой. Определите давление смеси и ее плотность.
смесь газов с той же температурой.
процесс изотермический
Т =20 С = (20+273) = 293 К
V1=6л
V2=4л
V=4+6=10л
Pв1=300 кПа
Ра1=500 кПа
R= 8.31 Дж/моль*К
µ1 = 0.002 кг/моль
µ2 = 0.014 кг/моль
-
P - давление смеси
Þ - плотность смеси
РЕШЕНИЕ
водород
Pв1*V1 = Pв2*V
Рв2 = Pв1*V1 / V =300 кПа* 6л /10л=180 кПа
азот
Pа1*V2 = Pа2*V
Ра2 = Pа1*V2 / V =500 кПа* 4л /10л=200 кПа
По закону Дальтона о суммарном давлении газа
P=Рв2+Ра2=180+200=380 кПа
масса водорода mв = Pв1*V1*µ1/RT
масса азота mа =Pа1*V2*µ2/RT
масса смеси M=mв+mа = 1/RT (Pв1*V1*µ1 +Pа1*V2*µ2)
плотность смеси Þ=M / V =1/RTV (Pв1*V1*µ1 +Pа1*V2*µ2)
Þ =1/(8.31*293*10*10^-3) (300*10^3*6*10^-3*0.002 +500*10^3*4*10^-3*0.014)=1.298 кг/м3
ОТВЕТ
давление 380 кПа
плотность 1.298 кг/м3 = 1.3 кг/м3
ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: