Определите, во сколько раз изменится скорость элементарной реакции по сравнению с начальной к некоторому
Определите, во сколько раз изменится скорость элементарной реакции по сравнению с начальной к некоторому моменту времени, когда концентрация продукта реакции D (CD) станет равной значению, указанному в таблице. Предполагается, что в исходной смеси продукты реакции отсутствовали. Дано: 2NO + O2 → 2NO2; С0,А = 2,0 моль/дм3; С0,В = 1,0 моль/дм3; СD = 0,6 моль/дм3. Найти: υ0/υ — ?
Скорость начальной реакции равна
υ0 = k∙С0(NO)2∙С0(О2);
где k – константа скорости реакции;
С0(NO) – концентрация NO в начальный момент времени, 2,0 моль/дм3;
С0(О2) – концентрация О2 в начальный момент времени, 1,0 моль/дм3.
υ0 = k∙2,02∙1,0 = 4,0∙k.
Найдем концентрации исходных веществ в момент, когда образовалось 0,6 моль/дм3 NO2.
Из уравнения реакции 2NO + O2 → 2NO2 следует, что
из 2 моль NO образуется 2 моль NO2,
из х1 моль NO образуется 0,6 моль NO2.
х1 = 2∙0,6/2 = 0,6 (моль/дм3).
х1 = 0,6 моль/дм3 NO вступило в реакцию.
Оставшаяся концентрация NO равна
С(NO) = С0(NO) – х1;
С(NO) = 2,0 – 0,6 = 1,4 (моль/дм3).
Из 1 моль О2 образуется 2 моль NO2,
из х2 моль O2 образуется 0,6 моль NO2.
х2 = 1∙0,6/2 = 0,3 (моль/дм3).
х2 = 0,3 моль/дм3 О2 вступило в реакцию.
Оставшаяся концентрация О2 равна
С(О2) = С0(О2) – х2;
С(О2) = 1,0 – 0,3 = 0,7 (моль/дм3).
Скорость реакции к моменту времени, когда образовалось 0,6 моль/дм3 NO2, равна
υ = k∙С(NO)2∙С(О2);
υ = k∙1,42∙0,7 = 1,372∙k.
υ0/υ = 4,0∙k/1,372∙k = 2,915 (раз).
Ответ: концентрация элементарной реакции уменьшится в 2,915 раз.
© Библиотека Ирины Эланс
Библиотека Ирины Эланс, основана как общедоступная библиотека в интернете. Онлайн-библиотеке академических ресурсов от Ирины Эланс доверяют студенты со всей России.
Библиотека Ирины Эланс
Полное или частичное копирование материалов разрешается только с указанием активной ссылки на сайт:
Определите во сколько раз изменится
Готовое решение: Заказ №8379
Тип работы: Задача
Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)
Предмет: Физика
Дата выполнения: 28.08.2020
Цена: 227 руб.
Занятие № 30. Интерференция света
n – абсолютный показатель преломления среды. Разность фаз двух когерентных волн:
где L = sn – оптическая длина пути ( s – геометрическая длина пути световой волны в среде; n – показатель преломления этой среды);
∆ = L 2 – L 1 – оптическая разность хода двух световых волн;
λ 0 — длина волны в вакууме.
Условие интерференционных максимумов:
∆ = ± m λ 0 , (m = 0, 1, 2, …).
Условие интерференционных минимумов:
∆ = ±(2 m+1)λ 0 / 2 (m = 0, 1, 2, …).
Ширина интерференционной полосы
где d – расстояние между двумя когерентными источниками, находящимися на расстоянии l от экрана, параллельного обоим источникам, при условии l >> d .
Условия максимумов и минимумов при интерференции света, отраженного от верхней и нижней поверхностей тонкой плоскопараллельной пленки, находящейся в воздухе ( n 0 = 1 ),
2 dn cos r ± λ 2 0 = 2 d 
n 2 − sin 2 i ± λ 2 0 = mλ 0 (m = 0, 1, 2, …),
2 dn cos r ± λ 2 0 = 2 d n 2 − sin 2 i ± λ 2 0 = ( 2 m + 1 ) λ 2 0
где d – толщина пленки;
n – ее показатель преломления; i – угол падения;
r – угол преломления.
В общем случае член ± λ 2 0 обусловлен потерей полуволны при отражении света от границы раздела: если n > n 0 , то необходимо употреблять знак плюс, если n < n 0 – знак минус.
Радиусы светлых колец Ньютона в отраженном свете (или темных в проходящем свете):
где m – номер кольца;
R – радиус кривизны линзы.
Радиусы темных колец Ньютона в отраженном свете (или светлых в проходящем свете):
r m * = mλ 0 R (m = 0, 1, 2, …).
В случае «просветления оптики» интерферирующие лучи в отраженном свете гасят друг друга при условии:
где n c – показатель преломления стекла; n – показатель преломления пленки.
Примеры решения задач
Пример №1. Определите длину отрезка l 1 , на котором укладывается столько же длин волн монохроматического света в вакууме, сколько их укладывается на отрезке l 2 = 5 мм в стекле. Показатель преломления стекла n = 1,5 .
Дано: n 1 = 1 n 2 = 1,5
l 2 = 5 мм = 5·10 -3 м
на отрезке l 2 в стекле:
Длина волны: λ = υT , учитывая, что период:
где ν — частота колебаний, υ = λν , υ = n c λ = n c ν .
Из условия, что длина отрезка l 1 , на котором укладывается столько же длин волн монохроматического света в вакууме, сколько их укладывается
Пример №2. Два параллельных световых пучка, отстоящих друг от друга на расстоянии d = 5 см, падают на кварцевую призму ( n = 1,49 ) с преломляющим углом a = 25 ° . Определите оптическую разность хода ∆ этих пучков на выходе их из призмы.
d = 5 см = 5·10 2 м
Разность оптического хода определим как:
= ( A 2 −A 1 )n и = BC n ,
где n – показатель преломления
Из ABC BC = d tg α
∆ = nd tga = 1,49·5·10 2 tg25° = 3,47 см.
Пример №3. В опыте Юнга расстояние между щелями d = 1 мм , а расстояние l от щелей до экрана равно 3 м. Определите: 1) положение первой световой полосы; 2) положение третьей темной полосы, если щели освещать монохроматическим светом с длиной волны λ = 0,5 мкм.
d = 1 мм = 10 -3 м l = 3 м
λ = 0,5 мкм = 5·10 7 м
max ∆ = ± m λ (m = 0, 1, 2, …),
— оптическая разность хода (условие интерференционного максимума) min ∆ = ±(2 m+1)λ/ 2 (m = 0, 1, 2, …),
— оптическая разность хода (условие интерференционного минимума)
Интенсивность в любой точке экрана, лежащей на расстоянии x от О, определяется оптической разностью хода ∆ = S 2 — S 1
Из рисунка имеем
Из условия l >> d следует, что S + S
Подставив найденное значение ∆ в условия максимума и минимума xd = ± mλ
чим, что максимумы интенсивности будет X
Ответ: 1) 1,5 мм; 2) 5,22 мм.
Пример №4. В опыте с зеркалами Френеля расстояние d между мнимыми изображениями источника света равно 0,5 мм , расстояние l от них до экрана равно 5 м. В желтом свете ширина интерференционных полос равна 6 мм. Определите длину волны желтого света.
d = 0,5 мм =5·10 -4 м
max ∆ = ± m λ (m = 0, 1, 2, …),
— оптическая разность хода (условие интерференционного максиму-
λ = 6 мм = 6·10 -3 м
Расстояние между двумя соседними максимумами, называемое шириной интерференционной полосы, равно:
Определим длину волны желтого света:
λ = xd l = 0,6 мкм.
Пример №5. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d = 0,5 мм (λ = 0,6 мкм). Определите расстояние l от щелей до экрана, если ∆x интерференционных полос равна 1,2 м.
d = 0,5 мм =5·10 -4 м
max ∆ = ± m λ (m = 0, 1, 2, …),
∆x =1,2 мм = 1,2·10 -3 м
— оптическая разность хода (условие интерференционного максимума)
λ = 0,6 мкм = 6·10 7 м
= ± mλ получим, что максимумы интенсивности будут X =± m
Расстояние между двумя соседними максимумами, называемое шириной интерференционной полосы, равно:
Определим расстояние l от щелей до экрана:
Пример №6. В опыте Юнга расстояние l от щелей до экрана равно 3 м. Определите угловое расстояние между соседними светлыми полосами, если третья световая полоса на экране отстоит от центра интерференционной картины на 4,5 мм.
x =4,5 мм = 4,5 ·10 -3 м l = 3 м
max ∆ = ± m λ — оптическая разность хода (условие интерференционного максимума)
xd l = mλ (m = 0, 1, 2, …) .
α ≈ tgα = x l = m d λ , т. к. α является малым углом по величине;
Определим угловое расстояние между соседними светлыми полосами:
Δα = m d λ − (m − d 1 )λ = d λ = m x l = 5 10 − 4 рад .
Ответ: 5·10 –4 рад.
Пример №7. Если в опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей поместить перпендикулярно этому лучу тонкую стеклянную пластинку ( n = 1,5 ), то центральная светлая полоса смещается в положение, первоначально занимаемое пятой светлой полосой. Длина волны λ = 0,5 мкм. Определите толщину пластинки.
Дано: n = 1,5 m = 5 м
λ = 0,6 мкм = 5·10 -7 м
Разность оптического хода определим как:
Определим толщину пластинки
d = m n- λ 1 = 5 1 5 , 5 10 − 1 − 7 = 5 мкм .
Пример №8. Определите, во сколько раз измениться ширина интерференционных полос на экране в опыте с зеркалом Френеля, если фиолетовый светофильтр ( 0,4 мкм ) заменить красным
Определите, во сколько раз изменится ширина интерференционных полос на экране в опыте с зеркалами Френеля, если фиолетовый светофильтр (0,4 мкм) заменить красным (0,7 мкм).
⚡ Условие + 37% решения:
Определите, во сколько раз изменится ширина интерференционных полос на экране в опыте с зеркалами Френеля, если фиолетовый светофильтр (0,4 мкм) заменить красным (0,7 мкм).
Решение В некоторой точке М экрана С будет наблюдаться интерференционный максимум при выполнении условия k (1) где – оптическая разность хода; целое число k называется порядком интерференционного максимума: k 0, 1, 2, … . ; – длина волны. Так как показатель преломления воздуха n = 1, то оптическая разность хода равна: L2 L1 (2) Где L2 – расстояние от второй щели до точки М; L1 – расстояние от первой щели до точки М. Обозначим через k x расстояние от точки М до точки О, симметричной относительно щелей. Из рисунка видно, что: 2 4 2 2 2 2 2 2 1 d L x x d d L L xk k k (3) 2 4 2 2 2 2 2 2 2 d L x x d d L L xk k k (4)
Готовые задачи по физике которые сегодня купили:
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института