混合氣體密度為：1.505 g/L
解析：
設(shè)體積為 V L
則
各組分體積分別為：
氫氣 氧氣 氮氣 水蒸汽
0.04V 0.2V 0.678V 0.082V
根據(jù)理想狀態(tài)方程
PV=nRT
n = m/M =PV/(RT)
所以
m = MPV/(RT)
所以
氫氣的質(zhì)量為
m(H2) = M(H2)* P * 0.04V / (RT) = 2 * P * 0.04V/ (RT) = 0.08 * P * V/ (RT)
同理
其他氣體的質(zhì)量分別為：
m(O2) = M(O2)* P * 0.2V / (RT) = 32* P * 0.2V / (RT) = 6.4 * P * V/ (RT)
m(N2) = M(N2)* P * 0.678V / (RT) = 28 * P * 0.678V/ (RT) = 18.984 * P * V/ (RT)
m(H2O) = M(H2O)* P * 0.082V / (RT) = 18 * P * 0.082V / (RT) = 1.476 * P * V/ (RT)
各組分的總質(zhì)量為：
m(總) = m(H2) +m(O2) + m(N2) + m(H2O)
= 0.08 * P * V/ (RT) + 6.4 * P * V/ (RT) + 18.984 * P * V/ (RT) + 1.476 * P * V/ (RT)
= 26.94 * P* V / (RT)
因為
總壓力P = 0.15MPa = 150 kpa
T = 50 + 273 = 323K
R 為常數(shù) 取 8.314
所以
m(總) = 26.94 * P * V / (RT) = 26.94 * 150 * V /(8.314 * 323) = 1.505 V 克
因為
混合氣體密度
= 總質(zhì)量/ 總體積 = 1.505 V 克 / V 升 = 1.505 克/升