При изохорном увеличении температуры двухатомного ...

Creato il: 8 novembre 2025

Risposto usando GPT-5 Instant da Chat01

Domanda

При изохорном увеличении температуры двухатомного газа в 5 раз его давление возросло в 7 раз. Определите степень диссоциации (отношение числа продиссоциированных (распавшихся) молекул к начальному числу молекул) в данном процессе.

Risposta

Разберём задачу подробно шаг за шагом.


1. Условия задачи

Дано:

  • Процесс изохорный (объём постоянен).
  • Температура увеличивается в 5 раз:
    T2=5T1T_2 = 5T_1
  • Давление увеличивается в 7 раз:
    p2=7p1p_2 = 7p_1
  • Газ — двухатомный, и при нагревании часть молекул диссоциирует на атомы.
  • Нужно найти степень диссоциации α\alpha — отношение числа распавшихся молекул к начальному числу молекул.

2. Основное соотношение

Для идеального газа при постоянном объёме:

p2p1=n2T2n1T1\frac{p_2}{p_1} = \frac{n_2 T_2}{n_1 T_1}

Поскольку объём одинаков, количество молекул в расчёте на тот же объём можно заменить пропорционально nn — числу частиц (не молекул, а частиц вообще).


3. Выражаем число частиц после диссоциации

Пусть в начале было 11 моль молекул двухатомного газа.

Если степень диссоциации α\alpha, то:

  • Распалось α\alpha моль молекул → дало 2α2\alpha моль атомов.
  • Осталось 1α1 - \alpha моль молекул.

Итого число частиц (молекул + атомов) после диссоциации:

n2=(1α)+2α=1+αn_2 = (1 - \alpha) + 2\alpha = 1 + \alpha

Первоначально:

n1=1n_1 = 1

4. Подставляем в уравнение

p2p1=n2T2n1T1=(1+α)T2T1\frac{p_2}{p_1} = \frac{n_2 T_2}{n_1 T_1} = (1 + \alpha) \frac{T_2}{T_1}

Подставляем известные отношения:

7=(1+α)57 = (1 + \alpha) \cdot 5

5. Находим α\alpha

1+α=75=1.41 + \alpha = \frac{7}{5} = 1.4 α=0.4\alpha = 0.4

Ответ:

α=0.4\boxed{\alpha = 0.4}

6. Интерпретация результата

Это означает, что при нагревании газа 40% молекул диссоциировало (распалось) на атомы, а 60% осталось в виде молекул.

Domanda

В баллоне содержится смесь газов, состоящая из 4 молей гелия, 2 молей криптона и 1 моля молекулярного хлора ("Cl"_2). Найдите молярную массу смеси в г/моль.

Risposta

Разберём задачу подробно.


1. Дано

nHe=4 моль,nKr=2 моль,nCl2=1 моль.n_{\text{He}} = 4 \text{ моль}, \quad n_{\text{Kr}} = 2 \text{ моль}, \quad n_{\text{Cl}_2} = 1 \text{ моль}.

Общее количество вещества смеси:

nсм=4+2+1=7 моль.n_{\text{см}} = 4 + 2 + 1 = 7 \text{ моль}.

2. Молярные массы компонентов

  • MHe=4 г/мольM_{\text{He}} = 4 \text{ г/моль}
  • MKr=84 г/мольM_{\text{Kr}} = 84 \text{ г/моль}
  • MCl2=71 г/мольM_{\text{Cl}_2} = 71 \text{ г/моль}

3. Масса каждого компонента

mHe=44=16 гm_{\text{He}} = 4 \cdot 4 = 16 \text{ г} mKr=284=168 гm_{\text{Kr}} = 2 \cdot 84 = 168 \text{ г} mCl2=171=71 гm_{\text{Cl}_2} = 1 \cdot 71 = 71 \text{ г}

4. Общая масса смеси

mсм=16+168+71=255 гm_{\text{см}} = 16 + 168 + 71 = 255 \text{ г}

5. Молярная масса смеси

Mсм=mсмnсм=255736.4 г/моль.M_{\text{см}} = \frac{m_{\text{см}}}{n_{\text{см}}} = \frac{255}{7} \approx 36.4 \text{ г/моль}.

Ответ:

Mсм=36,4 г/моль\boxed{M_{\text{см}} = 36{,}4\ \text{г/моль}}

Condividi questa Q&A