Тема . МКТ. Газовые законы

.04 Газовые смеси

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. газовые законы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#116876

При нормальных условиях кислород состоит из двухатомных молекул O2.  При повышении температуры часть молекул может диссоциировать, в результате чего из каждой молекулы O2  образуются два атома O.  На рисунке показаны два циклических процесса 1  и 2  в координатах (ρ,p),  где ρ  - плотность газа, p  - давление. По осям отложены безразмерные величины p∕p0  и ρ∕ρ0,  где p0  и ρ0  - некоторые масштабные коэффициенты. При проведении первого эксперимента рабочим веществом служил молекулярный кислород O2  (низкие температуры). Второй эксперимент проводился при значительно более высоких температурах. При этом часть кислорода находилась в молекулярном  (O2),  а часть - в атомарном (O )  состоянии, и степень диссоциации не изменялась в течение эксперимента. Масса газа в обоих экспериментах была одной и той же. Известно, что отношение максимальных температур в этих экспериментах kmax = T2,max∕T1,max = 5,0.

PIC

1. Определите степень диссоциации α  (долю диссоциированных молекул) молекул кислорода во втором эксперименте.
2. Определите отношение kmin  минимальных температур в этих экспериментах.

(Всеросс., 2010, финал, 10)

Источники: Всеросс., 2010, финал, 10

Показать ответ и решение

PIC

1. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона, коэффициент -μ-
T R  является тангенсом угла наклона касательной к графику зависимости ρ(P )

ρ = -μ-⋅P
    RT

Рассмотрим первый цикл (когда никакой диссоциации еще не происходило). Максимальной температуре соответствует минимальный тангенс угла наклона, который несложно найти из графика для каждого из циклов:

tgα2max-=  -μ2--T1max-⇒ μ2-= T2max-⋅ tgα1max
tgα1max    T2max   μ1    μ1   T1max  tgα2max

Зная соотношение молярных масс, поступая по аналогии, ответим на второй вопрос задачи:

tg-α2min=  T1min-⋅ μ2-⇒ kmin ≈ 9.2
tg α1min   T2min  μ1

2. Ответим теперь на первый вопрос задачи. Запишем соотношения для количества вещества:

(|     m1-
|||{ν1 = μ1
 ν2 = m2-   ⇒ ν1μ1 = ν2μ2
|||     μ2
|(m1 = m2

Вводим степень диссоциации α  и записываем связь кол-ва вещества до и после диссоциации:

ν2 = ν1(1 − α )+ α⋅ν1 ⋅2 ⇒ μ1 = μ2(1− α + 2α)

Получаем окончательно:

    μ1-
α = μ2 − 1 ≈ 0.2
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!