Question

【題目】混合氣體中各組分本是均勻混合的，實(shí)際上，每種組分都占有整個(gè)容器的容積，但仍可定義各組分的體積百分比。設(shè)想混合氣體中所含的某種組分單獨(dú)處在與混合氣體相同的壓強(qiáng)及溫度的狀態(tài)下，其體積占混合氣體體積的百分比。現(xiàn)已知混合氣體中各組分的體積百分比，求：

(1)平均摩爾質(zhì)量Μ；

(2)各組分質(zhì)量百分比；

(3)總壓強(qiáng)為p時(shí)的各組分之分壓強(qiáng)；

(4)溫度為T、總壓強(qiáng)為p時(shí)各組分的密度及混合氣體總密度。

Answer 1

【答案】(1) (2)(3) (4)

【解析】

(1) 設(shè)混合理想氣體體積為V，總質(zhì)量為m，有。

若第i種組分的體積百分比為，依其定義，必有，

式中、分別為第i種組分的質(zhì)量及摩爾質(zhì)量。由上兩式可得。

對(duì)上式兩邊求和，并考慮總質(zhì)量，可得。

(2)由有。

將上面求到的Μ代入，得各組分質(zhì)量百分比。

(3)以表示第i種組分的分壓強(qiáng)，按其定義，有。

而按體積百分比的定義可知，其分體積應(yīng)滿足，

即或。

可見(jiàn)，混合理想氣體中各組分的體積百分比等于分壓強(qiáng)占總壓強(qiáng)的百分比。

(4)由易得第i種組分的密度為，

所以，混合氣體總密度為。