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

Другие предметы Университет Газовые законы и термодинамика физика университет давление молекулярный водород диссоциация атомы закрытый сосуд атмосферное давление расчет давления физические задачи Новый

Для решения задачи начнем с понимания, что в закрытом сосуде находится молекулярный водород (H2). При диссоциации 20% молекул H2 на атомы водорода (H) образуется 20% H2 и 80% H.

Давайте рассмотрим шаги решения:

1. Определим начальное количество молекул: Пусть в сосуде находится N0 молекул H2. Тогда 20% из них диссоциируют, что составляет 0.2 * N0.
2. Посчитаем количество оставшихся молекул H2: После диссоциации остается 80% молекул H2, то есть 0.8 * N0.
3. Определим количество образовавшихся атомов водорода: Из 0.2 * N0 молекул H2 образуется 0.4 * N0 атомов H (так как каждая молекула H2 распадается на 2 атома H).
4. Общее количество частиц в сосуде: После диссоциации общее количество частиц в сосуде составит:
   • Оставшиеся молекулы H2: 0.8 * N0
   • Образовавшиеся атомы H: 0.4 * N0
   Итого: 0.8 * N0 + 0.4 * N0 = 1.2 * N0.
5. Используем закон Бойля-Мариотта: Давление в сосуде прямо пропорционально количеству частиц при постоянной температуре. Начальное давление P0 (атмосферное) соответствует количеству N0 частиц, а новое давление P будет пропорционально количеству 1.2 * N0.
6. Запишем соотношение давлений: P / P0 = (1.2 * N0) / N0. Следовательно, P = 1.2 * P0.
7. Подставим значение атмосферного давления: P0 = 1 атм. Таким образом, P = 1.2 * 1 атм = 1.2 атм.

Таким образом, давление в баллоне составляет 1.2 атм.