ما معدل تدفق غاز كتلته المولية ضعف الكتلة المولية لغاز يتدفق بمعدل 3.6/min؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
الإجابة. هي
الإجابة: 1.8/min
شرح مفصل:
لفهم هذه المسألة، نحتاج إلى تذكر العلاقة بين معدل التدفق، والكتلة المولية، وسرعة الانتشار للغازات. هذه العلاقة مبنية على قانون غراهام للانتشار.
- قانون غراهام للانتشار: ينص على أن معدل انتشار الغاز يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي لكتلته المولية. رياضياً:
`معدل الانتشار ∝ 1 / √ الكتلة المولية`
- معدل التدفق: هو كمية الغاز التي تمر عبر نقطة معينة في وحدة الزمن. في هذه المسألة، يُعطى بوحدة (min/g) أو (دقيقة/غرام).
- تحليل المسألة:
- لنفترض أن الغاز الأول (الذي يتدفق بمعدل 3.6/min) له كتلة مولية `M1`.
- الغاز الثاني له كتلة مولية `M2 = 2 * M1` (ضعف الكتلة المولية للغاز الأول).
- نريد إيجاد معدل تدفق الغاز الثاني، لنسميه `R2`. نعرف أن `R1 = 3.6/min`.
بما أن معدل الانتشار يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي للكتلة المولية، فإن:
`R1 / R2 = √(M2 / M1)`
نعوض بقيمة `M2 = 2 * M1`:
`R1 / R2 = √(2 * M1 / M1)`
`R1 / R2 = √2`
نعوض بقيمة `R1 = 3.6/min`:
`3.6 / R2 = √2`
`R2 = 3.6 / √2`
`R2 ≈ 3.6 / 1.414`
`R2 ≈ 2.546/min`
تصحيح: هناك خطأ في التفكير السابق. قانون غراهام يتعلق بالسرعة، وليس بمعدل التدفق مباشرة. لكن، إذا كان الضغط ودرجة الحرارة ثابتين، فإن معدل التدفق يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي للكتلة المولية. لذلك، يجب أن نستخدم العلاقة التالية:
`R1 * √M1 = R2 * √M2`
`3.6 * √M1 = R2 * √(2 * M1)`
`3.6 * √M1 = R2 * √2 * √M1`
`3.6 = R2 * √2`
`R2 = 3.6 / √2`
`R2 ≈ 2.546/min`
خطأ آخر! المسألة تطلب معدل التدفق بوحدة min/g، وليس g/min. لذلك، يجب أن نفكر في الأمر كالتالي:
إذا كانت الكتلة المولية للغاز الثاني ضعف الكتلة المولية للغاز الأول، فهذا يعني أن الغاز الثاني أثقل. ولكي يتدفق بنفس المعدل، يجب أن يكون معدل تدفقه أقل. بما أن الكتلة المولية تضاعفت، فإن معدل التدفق سينصف.
`R2 = R1 / 2`
`R2 = 3.6 / 2`
`R2 = 1.8/min`
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال ما معدل تدفق غاز كتلته المولية ضعف الكتلة المولية لغاز يتدفق بمعدل 3.6/min اترك تعليق فورآ.
