Дано:
р = 10⁵Па - постоянное давление
M₁ = 32 · 10⁻³ кг/моль - молярная масса молекулярного кислорода
М₂ = 2 · 10⁻³ кг/моль - молярная масса молекулярного водорода
Т₂ = 200К - температура водорода
ро₁ = ро₂ - плотности кислорода и водорода
R = 8,31 кг/(моль· К) - универсальная газовая постоянная
Т₁ - ? - температура кислорода
Решение.
Из уравнения Клапейрона-Менделеева плотность равна
ро = р · R · T/M
po₁ = p · R · T₁ / M₁ - плотность кислорода
ро₂ = р · R · T₂/M₂ - плотность водорода
По условию ро₁ = ро₂, тогда
p · R · T₁ / M₁ = р · R · T₂/M₂ , или T₁ / M₁ = T₂/M₂, откуда
T₁ = M₁ · T₂/M₂
T₁ = 32 · 10⁻³ · 200 : 2 · 10⁻³ = 3200(К)
ответ: кислород следует нагреть до температуры 3200К
