52. Определите массу 1 л газовой смеси, состоящей по объему из 40% окиси и 60% двуокиси углерода, при температуре 27°С и давлении 2 атм.

Решение:

Сначала найдём молярную массу смеси.

\( M_{CO} = 28 \ \text{г/моль} \)

\( M_{CO_2} = 44 \ \text{г/моль} \)

Молярная масса смеси \( M_{смеси} \) = \( 0.4 \cdot M_{CO} + 0.6 \cdot M_{CO_2} = 0.4 \cdot 28 + 0.6 \cdot 44 = 11.2 + 26.4 = 37.6 \ \text{г/моль} \).

Используем уравнение Менделеева-Клапейрона для определения массы 1 л смеси:

\[ PV = \frac{m}{M}RT \]

\[ m = \frac{PVM}{RT} \]

Где:

• \( P = 2 \ \text{атм} = 2 \cdot 101325 \ \text{Па} \)
• \( V = 1 \ \text{л} = 0.001 \ \text{м}^3 \)
• \( M = 37.6 \ \text{г/моль} = 0.0376 \ \text{кг/моль} \)
• \( R = 8.314 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)} \)
• \( T = 27^{\circ}C = 27 + 273 = 300 \ \text{К} \)

Подставляем значения:

\[ m = \frac{(2 \cdot 101325 \ \text{Па}) \cdot (0.001 \ \text{м}^3) \cdot (0.0376 \ \text{кг/моль})}{(8.314 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}) \cdot (300 \ \text{К})} = \frac{760.058}{2494.2} \approx 0.304 \ \text{кг} = 304 \ \text{г} \]

Ответ: 304 г.