Question

Концентрация молекул некоторого газа падает в полтора раза на высоте h = 25 км. Определить, что это за газ. Температуру газа считать неизменной и равной T = 290 К. Одноатомный газ

Answer 1

Ответ:

Мефедрон

Объяснение:

Меф

Answer 2

Для определения, что это за газ, у которого концентрация падает в полтора раза на высоте 25 км, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа и зависимость концентрации одноатомного газа от высоты в атмосфере.

Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:

$PV = nRT$

Где: P - давление газа, V - его объем, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа.

Сначала мы можем выразить количество молекул газа n через его концентрацию и объем:

$n = \frac{N}{N_A}$

Где: N - количество молекул газа, $N_A$ - число Авогадро (примерно $6.022 \times 10^{23}$ молекул/моль).

Теперь мы можем записать уравнение состояния идеального газа для данного газа на двух разных высотах, скажем, на высотах $h_1$ и $h_2$:

$P_1V_1 = \frac{N_1}{N_A}RT$ $P_2V_2 = \frac{N_2}{N_A}RT$

Где: $P_1$ и $P_2$ - давления на высотах $h_1$ и $h_2$, $V_1$ и $V_2$ - объемы на высотах $h_1$ и $h_2$, $N_1$ и $N_2$ - количество молекул газа на высотах $h_1$ и $h_2$.

Мы знаем, что концентрация газа уменьшается в полтора раза на высоте 25 км, поэтому:

$\frac{N_2}{N_1} = \frac{1}{1.5} = \frac{2}{3}$

Теперь давление и объем на высотах $h_1$ и $h_2$ также связаны с изменением высоты:

$\frac{P_2}{P_1} = \frac{V_2}{V_1} = \frac{h_1}{h_2}$

Мы знаем, что $h_2 = 25$ км и $h_1 = 0$ км (на поверхности Земли). Теперь мы можем записать соотношение для давления:

$\frac{P_2}{P_1} = \frac{h_1}{h_2} = \frac{0}{25} = 0$

Это означает, что давление на высоте 25 км равно нулю. Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы определить, что это за газ.

Из уравнения $PV = nRT$ следует, что если давление равно нулю, то либо объем (V) должен быть нулевым, либо количество молекул (n) должно быть нулевым. Объем газа вряд ли может быть нулевым, поэтому это означает, что количество молекул газа на высоте 25 км равно нулю.

Это может означать только одно: на высоте 25 км не осталось молекул данного газа. Следовательно, этот газ, скорее всего, азот (N2), так как на этой высоте азот преимущественно присутствует в атмосфере Земли, и его концентрация на такой высоте может быть крайне низкой.