Чтобы определить молярное соотношение гелия (He) и кислорода (O₂), при котором смесь будет в 2,4 раза тяжелее гелия, начнем с анализа их молярных масс.
Молярная масса гелия составляет примерно 4 г/моль, а кислорода – 32 г/моль. Обозначим:
- x – количество моль гелия,
- y – количество моль кислорода.
Общая масса смеси будет равна:
\[ m_{смеси} = x \cdot M_{He} + y \cdot M_{O_2} = x \cdot 4 + y \cdot 32 \]
Согласно условию, масса смеси должна быть в 2,4 раза тяжелее гелия, что можно записать как: \[ m_{смеси} = 2.4 \cdot (x \cdot 4) = 9.6x \]
Приравняем обе массы: \[ 4x + 32y = 9.6x \]
Теперь упростим уравнение: \[ 32y = 9.6x - 4x \] \[ 32y = 5.6x \] \[ y = \frac{5.6}{32} x = 0.175x \]
Теперь найдем общее количество моль в смеси: \[ n_{общ} = x + y = x + 0.175x = 1.175x \]
Теперь найдем доли компонентов в смеси:
Доля гелия в смеси: \[ \text{Доля } He = \frac{x}{1.175x} = \frac{1}{1.175} \approx 0.851 \text{ или } 85.1\% \]
Доля кислорода в смеси: \[ \text{Доля } O_2 = \frac{0.175x}{1.175x} = \frac{0.175}{1.175} \approx 0.149 \text{ или } 14.9\% \]
Таким образом, доля гелия в смеси составляет примерно 85.1%, а доля кислорода – около 14.9%. Указанные вами доли 65.7% для гелия и 34.3% для кислорода не соответствуют условиям задачи.
