Какие количество кислорода и азота были получены через фракционную перегонку жидкого воздуха, чтобы произвести 31 литр

Летучий_Мыш

3

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание о составе воздуха и принципе фракционной перегонки. Воздух состоит преимущественно из азота (около 78%) и кислорода (примерно 21%). Другие газы, такие как аргон, составляют всего лишь небольшую часть.

Сначала определим, сколько газов получается из 31 литра аргона, используя пропорции. Затем мы вычислим соотношение кислорода и азота, исходя из состава воздуха.

1. Найдем соотношение газов. Поскольку все газы образуются путем фракционной перегонки жидкого воздуха, их количества можно связать следующим соотношением:
\[\frac{{\text{объем аргона}}}}{{\text{объем воздуха}}} = \frac{{\text{количество аргона}}}}{{\text{количество газов в воздухе}}}\]

Дано, что объем аргона равен 31 литр, поэтому мы можем записать:
\[\frac{{31}}{{\text{объем воздуха}}} = \frac{{\text{количество аргона}}}}{{\text{количество газов в воздухе}}}\]

2. Найдем соотношение кислорода и азота в воздухе. Дано, что воздух состоит преимущественно из азота (примерно 78%) и кислорода (примерно 21%). Можно записать следующее:
\[\frac{{\text{количество кислорода}}}}{{\text{количество азота}}} = \frac{{21}}{{78}}\]

3. Теперь мы можем объединить оба соотношения и решить уравнение относительно неизвестной переменной "объем воздуха".

\[\frac{{31}}{{\text{объем воздуха}}} = \frac{{\text{количество аргона}}}}{{\text{количество газов в воздухе}}} = \frac{{\text{количество кислорода}}}}{{\text{количество азота}}}\]

Подставим известные значения:
\[\frac{{31}}{{\text{объем воздуха}}} = \frac{{\text{количество аргона}}}}{{\text{количество кислорода}}} \cdot \frac{{\text{количество азота}}}{{\text{количество аргона}}} = \frac{{21}}{{78}} \cdot \frac{{78}}{{21}} = 1\]

Таким образом, мы получаем уравнение:
\[\frac{{31}}{{\text{объем воздуха}}} = 1\]

Решим уравнение:

\[\text{объем воздуха} = \frac{{31}}{{1}} = 31 \, \text{литр}\]

Таким образом, для производства 31 литра аргона нам понадобится 31 литр воздуха.

Теперь, чтобы найти количество кислорода и азота, нужно умножить объем воздуха (31 литр) на их процентные содержания в воздухе.

Количество кислорода:
\[\text{количество кислорода} = 31 \, \text{литр} \cdot 0.21 = 6.51 \, \text{литр}\]

Количество азота:
\[\text{количество азота} = 31 \, \text{литр} \cdot 0.78 = 24.18 \, \text{литр}\]

Итак, чтобы получить 31 литр аргона, нужно использовать 31 литр воздуха, 6.51 литр кислорода и 24.18 литр азота.