В сосуде объемом 1 л заключено 0,28 г азота. Азот нагрет до температуры 1500 °С. При этой температуре 30% молекул азота диссоциировало на атомы. Определить давление в сосуде.

Дано: V = 1 литр = 1 * 10^-3 м3;

m = 0,0028 килограмм;

t = 1500 °С - переведем в систему СИ: T = 1500 + 273 = 1773 К;

Найти: p - ?

Решение:

Пусть N - это число молекул до начала диссоциации.

Поэтому N = (Na * m) / M$;

Так как около 30% молекул диссоциировали на атомы, то это означает, что число молекул в сосуде поменялось. Таким образом, в сосуде находятся молекулы 0,7 · N - ((100 - 30) / 100 = 0,7) и атомы, число их будет 0,6 · N. Парциальное давление (p) газа p₁ = (0,7 * k * T * N) / V, а давление атомов равно p₂ = (0,6 * k * T * N) / V.

Полное давление на стенки сосуда будет суммой данных давлений, то есть:

P = p₁ + p₂ = (1,3 * R * T * m) / (MV),

P = (1,3 * 8,31 * 1773 * 0,0028) / (0,00014 * 0,001) = 1,92 * 105 Па,

Ответ: 1,92 * 105 Па.