1. В сосуде объёмом 40 л при 47 °С содержится смесь газов, состо- ящая из водорода и гелия. Масса водорода 4 г, масса гелия 10 г. а) Для какого газа количество вещества больше? Во сколько раз? б) Парциальное давление какого газа больше? Во сколько раз? в) Чему равно давление смеси газов?

а) Количество вещества в газе определяется по формуле n = m/M, где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса. Поэтому, чтобы выяснить, для какого газа количество вещества больше, нужно сравнить их массы и молярные массы. Масса водорода равна 4 г, молярная масса водорода равна 2 г/моль. Масса гелия составляет 10 г, молярная масса гелия равна 4 г/моль. Значит, количество вещества гелия больше, чем количество водорода, в 2 раза.

б) Парциальное давление каждого газа в смеси можно вычислить по формуле p = nRT/V, где p - давление, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах, V - объем. Поскольку объем сосуда и температура остаются неизменными, для сравнения парциальных давлений нужно сравнить только количество вещества каждого газа. Мы уже выяснили, что количество вещества гелия больше, чем количество водорода, в 2 раза. Следовательно, парциальное давление гелия больше, чем парциальное давление водорода, в 2 раза.

в) Давление смеси газов можно определить суммированием их парциальных давлений. Обозначим парциальное давление водорода P(H2) и парциальное давление гелия P(He). Тогда общее давление смеси будет равно P(общ) = P(H2) + P(He). Конкретные значения парциальных давлений зависят от температуры и объема сосуда. Если предположить идеальное поведение газов, то давление смеси будет равно сумме парциальных давлений.