Каков объем смеси, состоящей из 8,0 г кислорода и 4,0 г гелия при температуре 27° и давлении 3,0 атм? Если возможно

Хорошо, давайте пошагово разберемся с этой задачей.

1. Нам даны массы кислорода и гелия: 8,0 г и 4,0 г соответственно.

2. Для начала, нам необходимо выяснить, сколько молей каждого газа содержится в данной смеси. Для этого воспользуемся формулой молярной массы (М = m/M), где М - молярная масса, m - масса вещества.

3. Молярные массы кислорода (O2) и гелия (He) равны примерно 32 г/моль и 4 г/моль соответственно.

4. Найдем количество молей для каждого газа, разделив их массы на соответствующие молярные массы:

Количество молей кислорода (nO2) = 8,0 г / 32 г/моль = 0.25 моль
Количество молей гелия (nHe) = 4,0 г / 4 г/моль = 1 моль

5. Теперь, чтобы определить общий объем смеси газов, нам нужно знать, как молярные массы газов связаны с их объемами. Используем уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

6. Приведем значение температуры из градусов Цельсия в Кельвины, добавив 273:

T = 27°C + 273 = 300 К

7. Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа:

\(P_1 \cdot V_1 = n_1 \cdot R \cdot T_1\)
\(P_2 \cdot V_2 = n_2 \cdot R \cdot T_2\)

Так как у нас один и тот же газ, можно сравнить два состояния:

\(P_1 \cdot V_1 = n_1 \cdot R \cdot T_1\)
\(P_2 \cdot V_2 = n_2 \cdot R \cdot T_2\)

Так как n1 и n2 - концентрации кислорода и гелия, можно записать:

\(P \cdot V = (n_{O2} + n_{He}) \cdot R \cdot T\)

Подставив значения в формулу, получаем:

\(3,0 атм \cdot V = (0,25 моль + 1 моль) \cdot 0,0821 атм \cdot л/моль \cdot К \cdot 300 К\)

\(3,0 атм \cdot V = 1,25 моль \cdot 24,63 атм \cdot л/моль\)

8. Теперь решим полученное уравнение относительно объема V:

\(V = \frac{1,25 моль \cdot 24,63 атм \cdot л/моль}{3,0 атм}\)

\(V \approx 10,27 л\)

Таким образом, ответ на задачу составляет примерно 10,27 литров.