Масса газа объёмом 0,001 м³ (н.у.) равна 0,0021 кг. Определите молярную массу газа и его плотность по воздуху.

Для решения задачи давайте шаг за шагом определим молярную массу газа и его плотность по воздуху.

1. Молярная масса газа

Для определения молярной массы газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа в стандартных условиях:

где:

• $P$ — давление (в стандартных условиях $P = 1 \, \text{атм}$),

• $V$ — объём газа,

• $n$ — количество вещества газа,

• $R$ — универсальная газовая постоянная, $R = 8.31 \, \text{Дж/моль·К}$,

• $T$ — температура (в стандартных условиях $T = 273.15 \, \text{K}$).

Используем соотношение для массы и молекулярной массы газа. Количество вещества $n$ можно выразить через массу и молярную массу:

где:

• $m$ — масса газа,

• $M$ — молярная масса газа.

Подставим это в уравнение состояния газа:

Теперь решим относительно молярной массы $M$:

Подставим значения:

• $m = 0.0021 \, \text{кг}$,

• $V = 0.001 \, \text{м}^3$,

• $P = 1 \, \text{атм} = 101325 \, \text{Па}$,

• $R = 8.31 \, \text{Дж/моль·К}$,

• $T = 273.15 \, \text{К}$.

Теперь подставим все в формулу:

Рассчитаем:

Итак, молярная масса газа составляет примерно 47.6 г/моль.

2. Плотность газа по воздуху

Плотность газа по воздуху определяется как отношение плотности газа к плотности воздуха. Плотность газа можно вычислить через массу и объём:

Плотность воздуха при нормальных условиях составляет около $1.29 \, \text{кг/м}^3$.

Подставляем данные:

Теперь находим плотность газа по воздуху:

Ответ:

• Молярная масса газа составляет 47.6 г/моль.

• Плотность газа по воздуху составляет 1.63.