Какое давление оказывает смесь углекислого газа и гелия при температуре 25 °C, если их объемы составляют соответственно 6 л и 4 л,

Какое давление оказывает смесь углекислого газа и гелия при температуре 25 °C, если их объемы составляют соответственно 6 л и 4 л, а количество вещества углекислого газа равно 0,4 моль, а гелия — 0,3 моль?

Для расчета давления в данном случае нам понадобится использовать идеальный газовый закон, который выражается следующим образом:

PV = nRT

где P — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная (0.0821 L·атм/(моль·К)), T — температура в Кельвинах.

Сначала переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

Т(K) = Т(°C) + 273.15
Т(K) = 25 + 273.15
Т(K) = 298.15 K

Теперь можем рассчитать давление для каждой компоненты смеси:

Для углекислого газа:
P₁V₁ = n₁RT
P₁ = (n₁RT) / V₁

P₁ = (0.4 моль * 0.0821 L·атм/(моль·К) * 298.15 K) / 6 л
P₁ ≈ 4.09 атм

Для гелия:
P₂V₂ = n₂RT
P₂ = (n₂RT) / V₂

P₂ = (0.3 моль * 0.0821 L·атм/(моль·К) * 298.15 K) / 4 л
P₂ ≈ 2.46 атм

Так как давление является аддитивной величиной, общее давление смеси будет суммой давлений ее компонентов:

P общее = P₁ + P₂
P общее ≈ 4.09 атм + 2.46 атм
P общее ≈ 6.55 атм

Таким образом, давление смеси углекислого газа и гелия при температуре 25 °C составляет примерно 6.55 атм.