题目
中国大学MOOC: 一容器内有氦气与氢气的混合气体,它们两者达到热平衡,若这两种气体的分压强相等则两种气体质量是
中国大学MOOC: 一容器内有氦气与氢气的混合气体,它们两者达到热平衡,若这两种气体的分压强相等则两种气体质量是
题目解答
答案
MHe=2MH2
解析
步骤 1:理解热平衡条件
在热平衡条件下,氦气和氢气的温度相同,因此它们的分子平均动能也相同。根据理想气体状态方程,气体的压强与温度和分子数密度有关,而分子数密度与气体的质量和摩尔质量有关。
步骤 2:应用理想气体状态方程
理想气体状态方程为PV=nRT,其中P是压强,V是体积,n是物质的量,R是理想气体常数,T是温度。由于氦气和氢气的分压强相等,且温度相同,因此它们的物质的量与体积的比值相等。
步骤 3:计算质量比
氦气的摩尔质量为4 g/mol,氢气的摩尔质量为2 g/mol。由于氦气和氢气的物质的量与体积的比值相等,因此它们的质量比等于它们的摩尔质量比。即MHe/MH2 = 4/2 = 2。
在热平衡条件下,氦气和氢气的温度相同,因此它们的分子平均动能也相同。根据理想气体状态方程,气体的压强与温度和分子数密度有关,而分子数密度与气体的质量和摩尔质量有关。
步骤 2:应用理想气体状态方程
理想气体状态方程为PV=nRT,其中P是压强,V是体积,n是物质的量,R是理想气体常数,T是温度。由于氦气和氢气的分压强相等,且温度相同,因此它们的物质的量与体积的比值相等。
步骤 3:计算质量比
氦气的摩尔质量为4 g/mol,氢气的摩尔质量为2 g/mol。由于氦气和氢气的物质的量与体积的比值相等,因此它们的质量比等于它们的摩尔质量比。即MHe/MH2 = 4/2 = 2。