Дано:
- Масса лития (m_Li) = 1 г = 0,001 кг
- Молярная масса лития (M_Li) = 6,94 г/моль = 0,00694 кг/моль
- Температура (T) = 30 °C = 30 + 273,15 = 303,15 K
- Давление (P) = 93 кПа = 93 000 Па
Найти:
- Объем гелия (V_He), образовавшегося из 1 г лития.
Решение:
1. Находим количество молей лития:
n_Li = m_Li / M_Li
n_Li = 0,001 kg / 0,00694 kg/mol ≈ 0,144 mоль
2. При бомбардировке 7/3Li протонами он превращается в 4/2He. Реакция выглядит следующим образом:
7/3Li + 1/1p → 4/2He + 3/1H
Это значит, что 1 моль лития дает 1 моль гелия. Таким образом, количество образовавшегося гелия равно количеству молей лития:
n_He = n_Li = 0,144 моль
3. Теперь находим объем гелия, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где R = 8,314 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная.
4. Из этого уравнения выразим объем (V):
V = nRT / P
5. Подставляем известные значения:
V = (0,144 моль) * (8,314 Дж/(моль·К)) * (303,15 K) / (93 000 Па)
6. Расчитаем:
V = (0,144 * 8,314 * 303,15) / 93 000
V ≈ (364,679) / 93 000 ≈ 0,00393 м³
7. Переведем в литры:
1 м³ = 1000 л
V ≈ 0,00393 м³ * 1000 = 3,93 л
Ответ:
Объем гелия, образовавшегося из 1 г лития, составляет примерно 3,93 литра.