Alcune molecole di ammoniaca hanno energia

Un certo gruppo di molecole di ammoniaca ha l'energia del movimento caotico, che è il doppio dell'energia dello stesso numero di molecole di azoto. Se il volume dell'ammoniaca è due volte più grande del volume dell'azoto, qual è il rapporto tra le pressioni di questi gas? Esistono due approcci che è possibile utilizzare per questa attività.

La prima soluzione: considera la legge Boyle-Marriott, la quale afferma che a temperatura e quantità di sostanza costanti, la pressione è inversamente proporzionale al volume del gas. Di conseguenza, la pressione di ammoniaca e azoto dovrebbe essere inversamente proporzionale ai loro volumi. Poiché il volume dell'ammoniaca è il doppio del volume dell'azoto, la pressione dell'azoto deve essere il doppio della pressione dell'ammoniaca.

Secondo metodo di soluzione Considera la formula del gas ideale: pV = nRT, dove p è la pressione del gas, V è il suo volume, n è la quantità di sostanza gassosa, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura del gas.

Per l'ammoniaca e l'azoto la quantità di sostanza, la costante universale dei gas e la temperatura sono le stesse. Dalle condizioni problematiche è noto anche che il volume dell'ammoniaca è il doppio del volume dell'azoto. Sostituendo questi valori nella formula del gas ideale otteniamo: p(2V) = nRT per l'ammoniaca, pV = nRT per l'azoto.

Dividendo la prima equazione per la seconda otteniamo: p(2V)/(pV) = 2, cioè la pressione dell'ammoniaca è due volte inferiore alla pressione dell'azoto.

Risposta: La pressione dell'ammoniaca è la metà di quella dell'azoto.

Alcune molecole di ammoniaca hanno energia

Questo prodotto digitale fornisce una soluzione dettagliata a un problema che coinvolge l'energia delle molecole di ammoniaca e azoto. La descrizione del prodotto presenta due modi per risolvere il problema, oltre a una breve descrizione delle condizioni, delle formule e delle leggi utilizzate nella soluzione. La soluzione al problema è accompagnata da una formula di calcolo e risposta. Se hai domande sulla soluzione, puoi contattarci e saremo felici di aiutarti a capire il problema.

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Questo prodotto è una soluzione dettagliata al problema n. 20272, relativo all'energia delle molecole di ammoniaca e azoto. Il problema è che il movimento caotico di un certo numero di molecole di ammoniaca ha il doppio dell'energia dello stesso numero di molecole di azoto. In questo caso il volume dell'ammoniaca è il doppio del volume dell'azoto.

La descrizione del prodotto presenta due modi per risolvere il problema. Il primo modo è utilizzare la legge Boyle-Marriott, la quale afferma che a temperatura e quantità di sostanza costanti, la pressione è inversamente proporzionale al volume del gas. Secondo questa legge la pressione dell'ammoniaca e dell'azoto dovrebbe essere inversamente proporzionale al loro volume.

La seconda soluzione è utilizzare la formula del gas ideale: pV = nRT, dove p è la pressione del gas, V è il suo volume, n è la quantità di sostanza gassosa, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura del gas. Per l'ammoniaca e l'azoto la quantità di sostanza, la costante universale dei gas e la temperatura sono le stesse. Sostituendo i valori noti nella formula del gas ideale, si può ottenere il rapporto tra le pressioni di ammoniaca e azoto.

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Un certo numero di molecole di ammoniaca possiede energia sotto forma di movimento caotico, che è il doppio di quella dello stesso numero di molecole di azoto.

Attività di soluzione 20272:

Condizione problematica: un certo numero di molecole di ammoniaca ha il doppio dell'energia del movimento caotico rispetto allo stesso numero di molecole di azoto. Qual è il rapporto tra le pressioni di questi gas se l'ammoniaca occupa un volume due volte più grande dell'azoto? Suggerisci due soluzioni.

Primo modo: Dalle condizioni del problema risulta che l'ammoniaca ha il doppio dell'energia di movimento dell'azoto. Ciò significa che alle stesse condizioni (temperatura e pressione), le molecole di ammoniaca si muoveranno più velocemente delle molecole di azoto. Pertanto, la pressione dell'ammoniaca deve essere maggiore della pressione dell'azoto.

A seconda delle condizioni del problema, il volume dell'ammoniaca è due volte più grande del volume dell'azoto, cioè V(NH3) = 2V(N2). Sia la pressione dell'azoto P(N2), quindi la pressione dell'ammoniaca sarà P(NH3).

Per risolvere il problema utilizziamo la legge Boyle-Marriott: pV = const.

Per l'azoto: P(N2)*V(N2) = cost. Per l'ammoniaca: P(NH3)*V(NH3) = cost.

Sostituisci V(NH3) = 2V(N2) nella seconda equazione: à(NH3)*2V(N2) = cost.

Dividi l'equazione dell'ammoniaca per l'equazione dell'azoto: Ð(NH3)/Ð(N2) = (V(N2)/V(NH3))*2 = 1/2

Pertanto, il rapporto di pressione tra ammoniaca e azoto è 1:2.

Secondo modo: Usiamo la formula per l'energia cinetica media delle molecole:

E = (3/2)KT

dove E è l'energia cinetica media delle molecole, K è la costante di Boltzmann, T è la temperatura in Kelvin.

Alla stessa temperatura, l'energia cinetica media delle molecole di ammoniaca sarà doppia rispetto a quella delle molecole di azoto:

(3/2)KT(NH3) = 2*(3/2)kT(N2)

Considerando che il volume dell'ammoniaca è due volte più grande del volume dell'azoto, allora il numero di molecole di ammoniaca è due volte più grande del numero di molecole di azoto:

n(NH3) = 2*n(N2)

Pertanto, la pressione dell'ammoniaca deve essere doppia della pressione dell'azoto:

P(NH3) = 2*P(N2)

Pertanto, il rapporto di pressione tra ammoniaca e azoto è 1:2.

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