дано:
- Массовая доля кислорода в смеси обозначим как W(O)
- Массовая доля озона обозначим как W(O3)
- W(O) = 1,765 * W(O3)
- Относительная плотность смеси по азоту (ρ) = 1,483
Находим массовую долю углекислого газа W(CO2).
Сначала выразим соотношения:
W(O3) + W(O) + W(CO2) = 1
Подставим W(O) через W(O3):
W(O3) + 1,765 * W(O3) + W(CO2) = 1
(1 + 1,765) * W(O3) + W(CO2) = 1
2,765 * W(O3) + W(CO2) = 1
W(CO2) = 1 - 2,765 * W(O3)
Теперь используем относительную плотность для нахождения молекулярных масс:
ρ = (M(смеси) / M(N2)), где M(N2) = 28 г/моль.
Следовательно:
M(смеси) = ρ * M(N2) = 1,483 * 28 = 41,524 г/моль.
Определяем среднюю молекулярную массу смеси:
M(смеси) = W(O) * M(O) + W(O3) * M(O3) + W(CO2) * M(CO2)
где M(O) = 16 г/моль, M(O3) = 48 г/моль, M(CO2) = 44 г/моль.
Подставляем все известные величины:
W(O) = 1,765 * W(O3),
W(CO2) = 1 - 2,765 * W(O3).
Теперь раскрываем уравнение:
41,524 = (1,765 * W(O3) * 16) + (W(O3) * 48) + ((1 - 2,765 * W(O3)) * 44).
Решаем это уравнение относительно W(O3):
41,524 = 28,24 * W(O3) + 48 * W(O3) + 44 - 122,66 * W(O3)
41,524 = (28,24 + 48 - 122,66) * W(O3) + 44
41,524 - 44 = -46,42 * W(O3)
-2,476 = -46,42 * W(O3)
W(O3) = 0,0534 (или 5,34%).
Теперь подставляем обратно для нахождения W(O) и W(CO2):
W(O) = 1,765 * W(O3) = 1,765 * 0,0534 = 0,0943 (или 9,43%).
W(CO2) = 1 - 2,765 * 0,0534 = 1 - 0,1477 = 0,8523 (или 85,23%).
Ответ на часть б):
Массовая доля углекислого газа в исходной газовой смеси W(CO2) = 85,23%.