Принимая, что сухой воздух состоит из 21 объёмной части кислорода и 79 объёмных частей азота , определите массовый состав воздуха, его газовую постоянную, кажущуюся молекулярную…

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!