Дано:
- Масса водорода (m(H2)) = 4,00 г = 0,00400 кг.
- Масса кислорода (m(O2)) = 8,00 г = 0,00800 кг.
Найти:
1. Объем газообразной смеси (V) при нормальных условиях.
Решение:
1. Рассчитаем количество вещества водорода (n(H2)):
n(H2) = m(H2) / M(H2),
где молярная масса водорода M(H2) = 2,016 г/моль = 0,002016 кг/моль.
Подставим значения:
n(H2) = 0,00400 / 0,002016 ≈ 1,984 моль.
2. Рассчитаем количество вещества кислорода (n(O2)):
n(O2) = m(O2) / M(O2),
где молярная масса кислорода M(O2) = 32,00 г/моль = 0,03200 кг/моль.
Подставим значения:
n(O2) = 0,00800 / 0,03200 = 0,25 моль.
3. Общее количество вещества в смеси (n(total)):
n(total) = n(H2) + n(O2) ≈ 1,984 + 0,25 ≈ 2,234 моль.
4. Теперь рассчитаем объем смеси (V) при нормальных условиях, используя уравнение состояния идеального газа:
V = n(total) * R * T / P,
где R = 8,314 Дж/(моль·К), T = 273,15 K и P = 101300 Па.
5. Подставим значения:
V = 2,234 * 8,314 * 273,15 / 101300.
6. Вычислим:
V ≈ 2,234 * 0,022414 ≈ 0,05005 м³ = 50,05 дм³.
Ответ:
Объем газообразной смеси, состоящей из 4,00 г водорода и 8,00 г кислорода, составляет примерно 50,05 дм³.