Ποια θερμοκρασία θα έχουν τα άτομα Xenon την ίδια μέση ταχύτητα που μόρια CL2 στους 24 βαθμούς C;

Εδώ είναι πώς να λύσετε αυτό το πρόβλημα:

1. Κατανοήστε τις έννοιες

* Μέση ταχύτητα αερίων: Η μέση ταχύτητα των μορίων αερίου σχετίζεται με τη θερμοκρασία και τη μοριακή τους μάζα.

* Ταχύτητα μέσης μέσης ρίζας (VRMS): Ένας κοινός τρόπος για να εκφραστεί η μέση ταχύτητα των μορίων αερίου είναι η ταχύτητα μέσης τετραγωνικής ρίζας. Ο τύπος είναι:

VRMS =√ (3rt/m)

όπου:

* R είναι η ιδανική σταθερά αερίου (8.314 j/mol · k)

* T είναι η θερμοκρασία στο Kelvin

* M είναι η μοριακή μάζα σε kg/mol

2. Ρυθμίστε την εξίσωση

Θέλουμε το VRMS του Xenon (XE) να είναι ίσο με το VRMS του αερίου χλωρίου (CL2) στους 24 ° C. Ας καλέσουμε τη θερμοκρασία του Xenon TX:

√ (3R*TX/MXE) =√ (3R*TCL2/MCL2)

3. Μετατρέψτε τις θερμοκρασίες στο Kelvin

* TCL2 =24 ° C + 273.15 =297.15 k

4. Προσδιορίστε τις μοριακές μάζες

* MXE =131,29 g/mol =0,13129 kg/mol

* MCL2 =2 * 35,45 g/mol =70,90 g/mol =0,07090 kg/mol

5. Λύστε για TX

Δεδομένου ότι ο όρος «3R» εμφανίζεται και στις δύο πλευρές, ακυρώνει. Μπορούμε να απλοποιήσουμε την εξίσωση και να λύσουμε το TX:

√ (TX/MXE) =√ (TCL2/MCL2)

Τετράγωνο και οι δύο πλευρές:

TX/MXE =TCL2/MCL2

Λύστε για TX:

TX =TCL2 * (MXE/MCL2)

6. Υπολογίστε TX

TX =297.15 K * (0.13129 kg/mol/0.07090 kg/mol)

TX ≈ 552,7 K

7. Μετατροπή πίσω στο Κελσίου

TX ≈ 552,7 K - 273,15 =279,55 ° C

Επομένως, τα άτομα Xenon θα έχουν την ίδια μέση ταχύτητα με τα μόρια CL2 στους 24 ° C όταν το Xenon είναι περίπου 279,55 ° C