Смесь азота, углекислого газа с молярным соотношением 1:3 и кислорода пропустили через озонатор, при этом объем газовой смеси уменьшился на 20%, а ее плотность увеличилась на 25 %. Определите состав исходной смеси в % по объему.

Ответ:

Давайте обозначим исходные объемы газов как следует:

Пусть объем смеси азота и углекислого газа равен V1, а объем кислорода V2. Тогда объем исходной смеси равен V = V1 + V2.

Дано, что молярное соотношение азота и углекислого газа равно 1:3. Это означает, что соотношение их объемов также будет 1:3. Из этого мы можем заключить, что V1/V2 = 1/3.

После пропускания через озонатор объем газовой смеси уменьшился на 20%, поэтому новый объем равен 0.8V.

Плотность газовой смеси увеличилась на 25%. Поскольку плотность пропорциональна массе деленной на объем, а масса остается неизменной, то можем сказать, что отношение плотностей равно отношению объемов до и после изменения. Поэтому, (0.8V)/(V) = 1.25.

Теперь мы можем решить систему уравнений:

V1 + V2 = V, учитываем V1/V2 = 1/3,

0.8V/V = 1.25.

Решая систему, получаем V1 = 0.2V и V2 = 0.6V.

Теперь мы знаем, что исходная смесь состоит из V1 объема (0.2V) азота и углекислого газа, и V2 объема (0.6V) кислорода. Мы также знаем, что V = V1 + V2. Подставляя значения V1 и V2, получаем:

0.2V + 0.6V = V

0.8V = V

V = 100%

То есть исходная смесь состоит из 100% объема, а соотношение азота и углекислого газа к кислороду равно 1:3.

Таким образом, исходная смесь состоит из 25% азота и углекислого газа и 75% кислорода по объему.