В воздухе содержится 23,6% кислорода и 76,4% азота (по массе) при давлении p = 100 кПа и температуре t = 13°C. Найти плотность ρ воздуха и парциальные давления р1 и р2 кислорода и азота.

Для решения задачи используем идеальный газовый закон:

pV = nRT,

где p - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Начнем с расчета плотности воздуха. Плотность рассчитывается по формуле:

ρ = m/V,

где ρ - плотность газа, m - масса вещества, V - объем.

Масса воздуха может быть вычислена, зная процентные содержания кислорода и азота и молекулярные массы этих элементов. Молекулярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль, а молекулярная масса азота (N2) равна 28 г/моль.

Масса кислорода (m1) в заданном объеме можно рассчитать по формуле:

m1 = (23,6/100) * m,

где m - общая масса воздуха.

Масса азота (m2) в заданном объеме вычисляется по формуле:

m2 = (76,4/100) * m,

где m - общая масса воздуха.

Общая масса воздуха равна сумме масс кислорода и азота:

m = m1 + m2.

Объем V можно определить по формуле:

V = nRT/p,

где n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа, p - давление газа.

Теперь мы можем рассчитать плотность воздуха и массы кислорода и азота:

ρ = m/V,

m1 = (23,6/100) * m,

m2 = (76,4/100) * m.

Для подсчета парциальных давлений р1 и р2 кислорода и азота воспользуемся формулой:

p1 = (m1/M1) * R * T/V,

p2 = (m2/M2) * R * T/V,

где M1 и M2 - молекулярные массы кислорода и азота соответственно.