Принимая, что сухой воздух состоит из 21 объёмной части кислорода и 79 объёмных частей азота , определите массовый состав воздуха, его газовую постоянную, кажущуюся молекулярную массу и плотность при нормальных условиях.

Давайте поэтапно решим поставленную задачу, чтобы понять и вычислить все искомые параметры сухого воздуха. --- ### 1. Данные задачи - Объёмный состав сухого воздуха: - кислород (O₂): 21 объёмных части - азот (N₂): 79 объёмных части - Требуется найти: - **Массовый состав воздуха** - **Газовую постоянную воздуха** - **Кажущуюся молекулярную массу** - **Плотность воздуха при нормальных условиях** --- ### 2. Расчёт массового состава воздуха Объёмные доли для кислорода и азота уже известны. Для определения массового состава необходимо найти массу каждого компонента, а потом — их доли. #### 2.1. Молекулярные массы - O₂: \( M_{O_2} \approx 32 \text{ г/моль} \) - N₂: \( M_{N_2} \approx 28 \text{ г/моль} \) #### 2.2. Вычисление масс компонентов при одинаковом объёме Поскольку объёмные части равны, их масс пропорциональны молекулярным массам: \[ m_{O_2} \propto 21 \times 32 = 672 \] \[ m_{N_2} \propto 79 \times 28 = 2212 \] Общая масса: \[ m_{общ} = 672 + 2212 = 2884 \] Массовые доли: \[ w_{O_2} = \frac{672}{2884} \approx 0,233 \] \[ w_{N_2} = \frac{2212}{2884} \approx 0,767 \] **Ответ:** Массовый состав воздуха: - кислород — примерно 23,3% - азот — примерно 76,7% --- ### 3. Расчёт молекулярной массы воздуха Молекулярная масса \( M_{воздуха} \): \[ M_{воздуха} = \frac{m_{O_2} \times M_{O_2} + m_{N_2} \times M_{N_2}}{m_{O_2} + m_{N_2}} \] Но проще взять взвешенное среднее, учитывая объёмы: \[ M_{воздуха} = 0,21 \times 32 + 0,79 \times 28 \approx 6,72 + 22,12 = 28,84 \text{ г/моль} \] **Ответ:** Молекулярная масса воздуха — примерно **28.84 г/моль**. --- ### 4. Газовая постоянная воздуха \( R_{воздуха} \) Газовая постоянная для воздуха: \[ R_{воздуха} = R / M_{воздуха} \] где - \( R = 8,314 \text{ Дж/(моль·К)} \) — универсальная газовая постоянная Переведем \( M_{воздуха} \) в кг/моль: \[ M_{воздуха} \approx 0,02884 \text{ кг/моль} \] Тогда: \[ R_{воздуха} = \frac{8,314}{0,02884} \approx 288 \text{ Дж/(кг·К)} \] --- ### 5. Плотность воздуха при нормальных условиях Нормальные условия: - Т_0 = 273 К - Давление \( p_0 = 101,3 \text{ кПа} = 101300 \text{ Па} \) Используем уравнение estado газа: \[ \rho = \frac{p M}{RT} \] Подставим значения: \[ \rho = \frac{101300 \times 0,02884}{8,314 \times 273} \approx \frac{2922.6}{2269.9} \approx 1,29 \text{ кг/м}^3 \] **Ответ:** Плотность воздуха при нормальных условиях — примерно **1,29 кг/м³**. --- ## Итоговые ответы: - **Массовый состав:** - О₂ — около 23,3% - N₂ — около 76,7% - **Газовая постоянная:** примерно **288 Дж/(кг·К)** - **Молекулярная масса воздуха:** около **28.84 г/моль** - **Плотность при нормальных условиях:** примерно **1,29 кг/м³** Если нужно разъяснить какие-то шаги подробнее — скажите!