Каков массовый состав кислорода и азота в одном кубическом метре сухого воздуха? Каковы газовая постоянная воздуха

Artemovich_2800

27

Воздух - это смесь газов, включающая в себя различные компоненты. Главными компонентами воздуха являются кислород (O2) и азот (N2), которые составляют большую часть его массового состава. Для определения массового состава кислорода и азота в сухом воздухе, нам понадобятся их процентное содержание.

Согласно данным исследований, кислород составляет около 21% по объему сухого воздуха. Чтобы найти массовый процент кислорода, нужно учитывать его относительную молекулярную массу. Молярная масса кислорода (O2) составляет примерно 32 г/моль, в то время как молярная масса азота (N2) - около 28 г/моль.

Аналогично, азот составляет около 78% по объему сухого воздуха. Массовый процент азота можно вычислить, учитывая его молярную массу и процентное содержание.

Давайте выполним расчеты:

Массовый процент кислорода:
Массовая доля кислорода = (Объемная доля кислорода) * (Молярная масса кислорода) / (Молярная масса воздуха)
Массовая доля кислорода = 21% * 32 г/моль / (32 г/моль * 0.21 + 28 г/моль * 0.78)
Массовая доля кислорода = 6.72 г/моль / 28.96 г/моль
Массовая доля кислорода ≈ 0.2324 = 23.24%

Массовый процент азота:
Массовая доля азота = (Объемная доля азота) * (Молярная масса азота) / (Молярная масса воздуха)
Массовая доля азота = 78% * 28 г/моль / (32 г/моль * 0.21 + 28 г/моль * 0.78)
Массовая доля азота = 21.84 г/моль / 28.96 г/моль
Массовая доля азота ≈ 0.7545 = 75.45%

Теперь перейдем к определению газовой постоянной воздуха и парциального давления кислорода и азота.

Газовая постоянная (R) - это физическая константа, которая связывает между собой давление, массу и температуру газа. Для воздуха, газовая постоянная принимает значение R = 287,1 Дж/(кг * К).

Парциальное давление - это давление, которое газ оказывает, будучи частью смеси газов. Для вычисления парциального давления кислорода и азота, мы умножим их объемную долю на общее давление воздуха.

Парциальное давление кислорода:
Парциальное давление кислорода = (Объемная доля кислорода) * (Общее давление воздуха)
Парциальное давление кислорода = 21% * 101,3 кПа
Парциальное давление кислорода ≈ 21,27 кПа

Парциальное давление азота:
Парциальное давление азота = (Объемная доля азота) * (Общее давление воздуха)
Парциальное давление азота = 78% * 101,3 кПа
Парциальное давление азота ≈ 78,93 кПа

Таким образом, массовый состав кислорода и азота в одном кубическом метре сухого воздуха составляет около 23.24% и 75.45% соответственно. Газовая постоянная воздуха равна 287,1 Дж/(кг * К), а парциальное давление кислорода и азота составляют примерно 21.27 кПа и 78.93 кПа.