В закрытом сосуде при атмосферном давлении находится молекулярный водород. Некоторое воздействие приводит к диссоциации двадцати процентов молекул на атомы. Определите давление в баллоне.

• 112500 Па
• 1,4 атм
• 1,2 атм

Другие предметы Колледж Термодинамика физика колледж давление в баллоне диссоциация молекул молекулярный водород атмосферное давление расчет давления физические задачи газовые законы молекулы и атомы давление газа Новый

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон Бойля-Мариотта и некоторые основы термодинамики. Давайте разберем шаги, которые помогут нам определить давление в сосуде после диссоциации молекул водорода.

Шаг 1: Определение начальных условий

• Начальное давление водорода в сосуде равно атмосферному давлению, то есть 101325 Па.
• Обозначим количество молекул водорода в сосуде как N.

Шаг 2: Диссоциация молекул водорода

• По условию задачи, 20% молекул диссоциируют на атомы. Это значит, что из N молекул водорода, 0.2N молекул распадется на атомы.
• Каждая молекула H2 распадается на 2 атома водорода, следовательно, 0.2N молекул превратятся в 0.4N атомов водорода.
• После диссоциации общее количество частиц в сосуде станет: (N - 0.2N) + 0.4N = 1.2N.

Шаг 3: Применение закона Бойля-Мариотта

• По закону Бойля-Мариотта, при постоянной температуре произведение давления на объем остается постоянным. Начальное состояние: P1V = NRT, где P1 - начальное давление, V - объем, N - количество молекул, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
• После диссоциации: P2V = (1.2N)RT, где P2 - новое давление.

Шаг 4: Сравнение давлений

• Сравниваем начальное и конечное состояния: P1V = NRT и P2V = (1.2N)RT.
• Из этого следует, что P2 = (1.2NRT) / V = 1.2 * (NRT / V) = 1.2 * P1.
• Теперь подставим значение P1: P2 = 1.2 * 101325 Па = 121590 Па.

Шаг 5: Перевод в атм

• Чтобы перевести давление в атмосферные единицы, нужно разделить на стандартное атмосферное давление: P2 = 121590 Па / 101325 Па/атм = 1.2 атм.

Таким образом, давление в сосуде после диссоциации молекул водорода составляет 1.2 атм.