Какая часть молекул парообразного йода І2 разлагается на атомы, если удельная теплоемкость c составляет 140 Дж/кг-К?

Zhanna

25

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать уравнение количества тепла:

\[Q = mc\Delta T\]

Где:
Q - количество тепла
m - масса вещества
c - удельная теплоемкость
\(\Delta T\) - изменение температуры

Нам известно, что удельная теплоемкость йода \(c\) составляет 140 Дж/кг-К и масса одной молярной массы йода \(M\) равна 253,8*10^-3 кг/моль.

Чтобы найти массу одного атома йода, мы должны разделить массу одной мольной массы на число Авогадро:

\[m_{atom} = \dfrac{M}{N_A}\]

Где:
\(m_{atom}\) - масса одного атома
М - масса одной мольной массы йода
\(N_A\) - число Авогадро (\(6,022 \times 10^{23}\) атома/моль)

Теперь мы можем рассчитать количество тепла, необходимое для расщепления одной молекулы йода на атомы.

Количество тепла, необходимое для расщепления одной молекулы йода, равно теплоемкости умноженной на изменение температуры:

\[Q = c \cdot \Delta T\]

Мы знаем, что порядок изменения температуры при подобном процессе равен 1 К (при переходе от пара к атомам температура не изменится значимо).

Подставляя известные значения в формулы, получим:

\[m_{atom} = \dfrac{M}{N_A}\]
\[\Delta T = 1 \ К\]
\[Q = c \cdot \Delta T\]

Теперь можно решить задачу, посчитав значение массы одного атома йода и количество тепла, требующееся для расщепления молекулы йода на атомы.

Вычисления:
\[m_{atom} = \dfrac{M}{N_A} = \dfrac{253,8 \times 10^{-3}}{6,022 \times 10^{23}} \approx 4,217 \times 10^{-25} \ \text{кг/атом}\]

\[Q = c \cdot \Delta T = 140 \times 1 = 140 \ \text{Дж/атом}\]

Ответ: Часть молекул парообразного йода \(І_2\), которая разлагается на атомы, составляет примерно \(4,217 \times 10^{-25}\) кг/атом. Для разложения одной молекулы йода \(І_2\) требуется приблизительно 140 Дж тепла.