Вопрос школьника
Концентрация ионизированных молекул в атмосферном воздухе при давлении р0 = 10^5 Па и температуре Т = 300 К составляет ni = 3⋅10 22 м − 3. Определить процент ионизированных молекул в воздухе χ
Ответ от учителя
Ионизированные молекулы в атмосферном воздухе образуются под воздействием ультрафиолетового излучения от Солнца. Концентрация ионизированных молекул в атмосферном воздухе при давлении р0 = 10^5 Па и температуре Т = 300 К составляет ni = 3⋅10 22 м − 3.
Для определения процента ионизированных молекул в воздухе χ необходимо знать общую концентрацию молекул в воздухе n. Общая концентрация молекул в воздухе можно определить с помощью уравнения состояния идеального газа:
pV = nRT,
где p — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
Из этого уравнения можно выразить концентрацию молекул:
n = pV / RT.
Подставляя значения давления, объема и температуры, получаем:
n = (10^5 Па) * (1 м^3) / (8,31 Дж / (моль * К) * 300 К) = 4,02 * 10^25 м^-3.
Теперь можно определить процент ионизированных молекул в воздухе χ:
χ = (ni / n) * 100% = (3 * 10^22 м^-3 / 4,02 * 10^25 м^-3) * 100% = 0,074%.
Таким образом, процент ионизированных молекул в воздухе очень мал и составляет около 0,074%.
