Задание 24 ЕГЭ по физике · A9E186
Распад водорода при нагревании
В вольфрамовом цилиндре под поршнем водород при атмосферном давлении и температуре 300 К занимает объём 0,1 л. При нагревании водорода в цилиндре при постоянном давлении часть молекул распадается согласно реакции H2 ↔H+H, причём процент α распавшихся молекул увеличивается с ростом температуры T, как показано на рисунке (α – отношение числа распавшихся молекул к первоначальному числу молекул, выраженное в процентах). Какой объём занимает смесь газов в цилиндре при температуре 3000 К?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
По графику при температуре T2=3000 К доля распавшихся молекул равна α=40%=0,4.
Пусть первоначальное число молекул водорода равно N0. Число распавшихся молекул равно αN0, а образовавшееся число атомов водорода — 2αN0. Поэтому общее число частиц после нагревания равно N2=N0−αN0+2αN0=N0(1+α).
При постоянном давлении из уравнения идеального газа следует зависимость V∼NT. Поэтому
V2V1=N2T2N1T1=(1+α)T2T1
Подставим значения:
V2=0,1⋅(1+0,4)⋅3000300=1,4 л
Пусть первоначальное число молекул водорода равно N0. Число распавшихся молекул равно αN0, а образовавшееся число атомов водорода — 2αN0. Поэтому общее число частиц после нагревания равно N2=N0−αN0+2αN0=N0(1+α).
При постоянном давлении из уравнения идеального газа следует зависимость V∼NT. Поэтому
V2V1=N2T2N1T1=(1+α)T2T1
Подставим значения:
V2=0,1⋅(1+0,4)⋅3000300=1,4 л
Пример ответа
Объём смеси равен 1,4 л.
Источник: Открытый банк ФИПИ A9E186
Похожие задания
24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F5292
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.