физика. задача диффузия концентрация атомов водорода. Решение Молярная масса водорода кгмоль, из справочных данных
 Скачать 1 Mb.
|
 В объеме сферического сосуда радиусом R=2 см протекает реакция с образованием атомов водорода. Скорость реакции  . при столкновении со стенкой сосуда атомы водорода захватываются с вероятностью ɛ= . определить среднюю концентрацию атомов водорода в сосуде, если температура в сосуде Т=788К, а коэффициент диффузии D=60  .Дано: R=2 см = 0,02 м  ,ɛ= Т=788К D=60  Найти  - ?Решение Молярная масса водорода μ=  кг/моль, из справочных данных: Средняя концентрация атомов водорода в сосуде= число молекул в сосуде делим на объем сосуда:  Объем сферического сосуда  : Закон Фика: количество диффундирующего вещества за промежуток времени dt через площадку dS, пропорционально площади переноса , градиенту концентрации вещества. Масса газа, переносимого благодаря диффузии через площадку, перпендикулярную направлению, в котором убывает плотность, пропорциональна площади этой площадки, промежутку времени переноса и градиенту плотности.  Отсюда находим концентрацию с у   Коэффициент диффузии определяется как:   – средняя скорость атомов, м/с - вероятность диффузии атомов водорода в стенку сосуда, безразмерная величина – путь, пройденный атомом, мПроверяем размерность:     – время, в секундах Из этого выражения находим   Где R=4124 Дж/(кг*К)-газовая постоянная, по справочным данным, см.таблицу выше.  Скорость реакции  То есть это количество атомов водорода N, приходящееся на объем в единицу времени. Отсюда находим количество атомов:  Итак, имеем формулу для определения количества атомов водорода в сферическом сосуде по заданным условиям, подставляем известные значения и определяем:   Ответ: средняя концентрацию атомов водорода в сосуде  . |