Решение Задачи: Растворимость Газа в Твердом Теле

Для решения этой задачи необходимо вспомнить уравнение, описывающее зависимость растворимости газа в твердом теле от давления и температуры. Растворимость газа \( S \) в металлах и других твердых телах подчиняется закону Сивертса в сочетании с температурной зависимостью типа уравнения Аррениуса. Общий вид этой зависимости выглядит следующим образом: \[ S = S_p \cdot P^{1/j} \cdot e^{\pm E_p / R_0 T} \] Где: 1. \( S \) — растворимость газа. 2. \( S_p \) — константа растворимости. 3. \( P \) — давление газа над поверхностью. 4. \( 1/j \) — показатель степени, зависящий от атомности молекулы газа при растворении (например, для двухатомных газов, таких как водород, \( j=2 \), так как они растворяются в виде атомов). 5. \( E_p \) — теплота растворения (энергия активации). Знак \( \pm \) зависит от того, является ли процесс экзотермическим или эндотермическим. 6. \( R_0 \) — универсальная газовая постоянная. 7. \( T \) — абсолютная температура. Сравнивая это с предложенными вариантами на картинке: - Первый вариант содержит только отрицательную энергию и специфический индекс. - Второй вариант содержит \( T^2 \), что физически неверно для данного процесса. - Третий вариант не учитывает зависимость от давления \( P \). - Четвертый вариант полностью соответствует классической формуле зависимости растворимости от давления и температуры. Правильный ответ: \[ S = S_p P^{1/j} e^{\pm E_p / R_0 T} \]