Edits to “Условие”, “Решение”, “Ответ”

emixter edited
revision #14268 parent #14267 ← older newer →
@@ -1,11 +1,47 @@
### Условие
−$5.3.7.$ [Вставьте условие задачи]
+$5.3.7.$ Определите отношение числа молекул вида $A_{2}$, $B_{2}$ к числу молекул вида $AB$, если в смеси при столкновениях происходят реакции
+$$A_{2}+B_{2}\to 2AB \text{ и } AB+AB\to A_{2}+B_{2}$$
+
+Число атомов $A$ равно числу атомов $B$, радиус молекул $A_{2}$, $B_{2}$, $AB$ равен соответственно $r_{A_{2}}$, $r_{B_{2}}$, $r_{AB}$, масса молекул одинакова.
+
### Решение
−gfd
+Пусть $N_{A_{2}}$, $N_{B_{2}}$, $N_{AB}$ - количество молекул вида $A_{2}$, $B_{2}$, $AB$ соответственно.
+Общее число атомов $A$: $2N_{A_{2}}+N_{AB}$.
+
+Общее число атомов $B$: $2N_{B_{2}}+N_{AB}$.
+
+По условию задачи число атомов $A$ равно числу атомов $B$:
+
+$$2N_{A_{2}}+N_{AB}=2N_{B_{2}}+N_{AB}$$
+$$N_{A_{2}}=N_{B_{2}}$$
+
+Обозначим $N_{A_{2}}=N_{B_{2}}=x$, $N_{AB}=y$.
+
+В задаче нас просят найти:
+
+$$n=\frac{N_{A_{2}}+N_{B_{2}}}{N_{AB}}=\frac{2x}{y} \tag{1}$$
+
+На молекулярном уровне химическое равновесие — это равенство скоростей прямой и обратной реакции. Скорость химической реакции зависит от многих параметров, но при равенстве всех прочих условий, скорость реакции прямо пропорциональна количеству молекул: чем больше молекул в объеме реакционной среды, тем выше вероятность их столкновения, что увеличивает скорость реакции. Это принцип «чаще встречаемся — быстрее реагируем». Так же скорость химической реакции прямо пропорциональна площади эффективного сечения молекул - представляет собой площадь, в рамках которой две молекулы могут взаимодействовать друг с другом. Формула для эффективного сечения двух сферических молекул радиусами $r_{1}$ и $r_{2}$ может быть записана как:
+
+$$\sigma=\pi \cdot (r_{1} + r_{2})^2$$
+
+Отмечу, что скорость реакции обратно пропорциональна массе молекул - чем массивнее молекулы, тем медленнее они могут двигаться, что снижает вероятность столкновения. Но в нашей задаче, по условию, масса молекул одинакова.
+
+Итак, запишем наши соображения математически:
+
+В прямой реакции $A_{2}+B_{2}\to 2AB$ скорость пропорциональна:
+
+$$\upsilon_{1}\sim N_{A_{2}}\cdot N_{B_{2}}\cdot \sigma_{A_{2}B_{2}}$$
+$$\upsilon_{1}\sim N_{A_{2}}\cdot N_{B_{2}}\cdot \left( r_{A_{2}}+r_{B_{2}} \right)^{2}$$
+
+В обратной реакции $AB+AB\to A_{2}+B_{2}$ скорость пропорциональна:
+
+
+
#### Ответ
−[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]
+$$n=\frac{2\sqrt{2}r_{AB}}{r_{A_{2}}+r_{B_{2}}}$$