Определите давление смеси водорода и ксенона, занимающей объем 8 л при температуре 20 °C, если количество вещества водорода равно 0,3 моль, а ксенона — 0,1 моль.

Для определения давления смеси газов, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.

Сначала нам нужно перевести температуру из градусов Цельсия в кельвины. Для этого добавим 273 к значению температуры:

T = 20 °C + 273 = 293 K.

Теперь мы можем рассчитать давление смеси, объединив давления водорода и ксенона. Поскольку газы не взаимодействуют между собой, давление смеси будет суммой давлений каждого газа:

P_смесь = P_водород + P_ксенон.

Используем уравнение состояния для каждого газа:

P_водород = (n_водород * R * T) / V,

P_ксенон = (n_ксенон * R * T) / V,

где n_водород и n_ксенон — количество вещества водорода и ксенона соответственно.

Подставим значения и выполним вычисления:

P_водород = (0.3 моль * 8.314 J/(mol*K) * 293 K) / 8 л ≈ 9.34 Па,

P_ксенон = (0.1 моль * 8.314 J/(mol*K) * 293 K) / 8 л ≈ 3.11 Па.

Теперь сложим давления водорода и ксенона:

P_смесь = P_водород + P_ксенон ≈ 9.34 Па + 3.11 Па ≈ 12.45 Па.

Таким образом, давление смеси водорода и ксенона, занимающей объем 8 л при температуре 20 °C, составляет примерно 12.45 Па.