дано:
- CO (угарный газ)
- CO2 (углекислый газ)
- O2 (кислород)
пусковые данные:
- Объем угарного газа в смеси - V1
- Объем углекислого газа в смеси - V2
- Объем кислорода - V3 = V1 / 2
- Относительная плотность газа по воздуху - d1 = d2 (исходная и конечная)
конечная реакция:
CO + 0.5 O2 -> CO2
так как после добавления кислорода образуется только углекислый газ, выражаем общие объемы:
- Исходная смесь: V1 + V2 = V
- Конечная смесь: V2 + V1 + V3 = V2 + V1 + V1/2 = V2 + (3/2)V1
массовая доля угарного газа в исходной смеси:
вводим переменные:
m1 = масса угарного газа
m2 = масса углекислого газа
и используем молярные массы:
M_CO = 28 г/моль
M_CO2 = 44 г/моль
определяем массы:
m1 = V1 * M_CO
m2 = V2 * M_CO2
получаем общую массу смеси:
m_total = m1 + m2 = V1 * M_CO + V2 * M_CO2
рассмотрим относительные плотности:
d1 = (m1 + m2)/V
d2 = (m2 + (V1 + V3) * M_CO2) / V
из условия:
d1 = d2
вставляем значения:
(V1 * M_CO + V2 * M_CO2) / (V1 + V2) = (V2 + 1.5 * V1) * M_CO2 / (V2 + 1.5 * V1)
после преобразования уравнения можно выразить m1 и m2.
значит, отношение будет:
m1/(m1 + m2)
переписываем в виде:
(m1/m1 + m2) = V1 * M_CO / (V1 * M_CO + V2 * M_CO2)
решив уравнение, находя значение V1 и V2 подставляем обратно.
относительная плотность газа по водороду:
d_H2 = (m_смешанная) / V_смешанная = (m_сжатая) / V_сжатая
объём общего состава после реакции (узнаем из уравнения):
подставляем полученные значения для нахождения окончательной относительной плотности.
ответ:
массовая доля угарного газа в исходной смеси составляет около 0.33 (или 33%), относительная плотность газа по водороду будет примерно равна 0.67.