Находящийся в герметичном резервуаре четырёхатомный газ при увеличении температуры в 2 раза полностью диссоциирует на атомы. Найди давление газа в диссоциированном состоянии, если…

Задача: четырехатомный газ в герметичном сосуде нагревается так, что при удвоении температуры он полностью распадается на атомы. Найти давление в распавшемся состоянии, если начальное давление было 0,3 МПа. Ответ округлить до десятых.

Допущения:

• Поведение газа по идеальному газу.
• Объём сосуда остается постоянным.
• Распад происходит полностью в конечном состоянии: 1 молекула → 4 атома.

Решение по шагам:

1. Пусть вначале содержится n1 моль молекул газа при давлении P1 = 0,3 МПа и температуре T1.
2. После распада каждая молекула превращается в 4 атома, значит количество частиц увеличивается в 4 раза: n2 = 4 n1 (моли частиц в конечном состоянии).
3. По уравнению идеального газа при постоянном объёме V: P1 V = n1 R T1 P2 V = n2 R T2
4. Разделив два равенства, получаем: P2 / P1 = (n2 / n1) · (T2 / T1) = 4 · 2 = 8 Здесь T2 = 2 T1 (температура удваивается).
5. Следовательно: P2 = 8 · P1 = 8 · 0,3 МПа = 2,4 МПа.

Ответ: 2,4 МПа.