Вам понадобитсяПрежде всего подумайте над допустимой погрешностью вычислений. Если вам не нужна высокая точность, ограничьтесь лишь тремя самыми «весомыми» компонентами: азотом, кислородом и аргоном, и возьмите «округленные» величины их концентраций. Если же необходим более точный результат, то используйте в расчетах еще и углекислый газ и можете обойтись без округления.
Предположим, что вас устроит первый вариант. Напишите молекулярные массы этих компонентов и их массовые концентрации в воздухе:
- азот (N2). Молекулярная масса 28, массовая концентрация 75,50%;
- кислород (О2). Молекулярная масса 32, массовая концентрация 23,15%;
- аргон (Ar). Молекулярная масса 40, массовая концентрация 1,29%.
Для облегчения расчетов, округлите величины концентраций:
- для азота – до 76%;
- для кислорода – до 23%;
- для аргона – до 1,3%.
Произведите несложное вычисление:
28* 0,76 + 32* 0,23 + 40*0, 013 = 29,16 граммов/моль.
Полученная величина очень близка к той, которая указана в справочниках: 28,98 граммов/моль. Расхождение объясняется округлением.
Можете определить молярную массу воздуха и с помощью несложного лабораторного опыта. Для этого измерьте массу колбы с находящимся в ней воздухом.
Запишите полученный результат. Потом, подсоединив шланг колбы к манометру, откройте кран и, включив насос, начните откачивать воздух из колбы.
Подождите некоторое время (чтобы воздух в колбе нагрелся до комнатной температуры),запишите показания манометра и термометра. Затем, закрыв кран на колбе, отсоедините ее шланг от манометра, и взвесьте колбу с новым (уменьшенным) количеством воздуха. Запишите результат.
Далее вам на помощь придет универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона:
PVm = MRT.
Запишите его в несколько измененном виде:
∆PVm = ∆MRT, причем вам известны и изменение давления воздуха ∆P и изменение массы воздуха ∆M. Молярная масса воздуха m вычисляется элементарно: m = ∆MRT/∆PV.
