Баллон вместимостью 20 л содержит смесь водорода и азота при температуре 280 K и давления 1 MПа. Определите массу водорода, если масса смеси равна 150 г



Обозначим $m,\;m_1,\;m_2,\;\nu_1,\;\nu_2,\;P,\;P_1,\;P_2,\;V,\;T$ - соответственно массу смеси, массу водорода, массу азота, количество моль водорода и азота,  давление смеси, давление водорода, давление азота, объем и температура смеси.

Закон Дальтона:   давление Р смеси газов, химически не взаимодействующих между собой, равно сумме давлений (парциальных давлений) каждого из компонентов смеси:


    $P=P_1+P_2$
     (1)

При этом парциальное давление каждой из компонент смеси подчиняется уравнению Менделеева-Клапейрона:

$P_1V=\nu_1RT$              $P_2V=\nu_2RT$            

$\nu_1=\frac{m_1}{\mu_1}$               $\nu_2=\frac{m_2}{\mu_2}$

$m=m_1+m_2$            $m_2=m-m_1$


$P=\frac{m_1RT}{V\mu_1}+\frac{(m-m_1)RT}{V\mu_2}$

$m_1=\frac{\frac{PV\mu_1\mu_2}{RT}-m\mu_1}{\mu_2-\mu_1}$            (2)

$m_1=\frac{\frac{1*10^6*20*10^{-3}*0,002*0,028}{8,31*280}-0,150*0,002}{0,028-0,002}\approx 0,00697$  кг





Комментарии