Для решения этой задачи можно воспользоваться уравнением Аррениуса, которое описывает зависимость скорости реакции от температуры. Формула позволяет делать расчеты на основе изменения температуры, используя коэффициент ускорения реакции при изменении температуры.
Формула, которую мы можем использовать, имеет вид:
t1t_1t1 — время реакции при температуре T1T_1T1,t2t_2t2 — время реакции при температуре T2T_2T2,nnn — коэффициент, указывающий, насколько увеличивается скорость реакции вданномслучаеравен2в данном случае равен 2вданномслучаеравен2.
Для решения этой задачи можно воспользоваться уравнением Аррениуса, которое описывает зависимость скорости реакции от температуры. Формула позволяет делать расчеты на основе изменения температуры, используя коэффициент ускорения реакции при изменении температуры.
Формула, которую мы можем использовать, имеет вид:
t2t1=(T1+273T2+273)n \frac{t_2}{t_1} = \left( \frac{T_1 + 273}{T_2 + 273} \right)^n
t1 t2 =(T2 +273T1 +273 )n
где:
t1t_1t1 — время реакции при температуре T1T_1T1 ,t2t_2t2 — время реакции при температуре T2T_2T2 ,nnn — коэффициент, указывающий, насколько увеличивается скорость реакции вданномслучаеравен2в данном случае равен 2вданномслучаеравен2.Дано:
t1=3 часаt_1 = 3 \text{ часа}t1 =3 часа,T1=70°CT_1 = 70 \text{°C}T1 =70°C,T2=30°CT_2 = 30 \text{°C}T2 =30°C,n=2n = 2n=2.Теперь можем подставить значения в формулу и решить для t2t_2t2 :
t23=(70+27330+273)2 \frac{t_2}{3} = \left( \frac{70 + 273}{30 + 273} \right)^2
3t2 =(30+27370+273 )2
t23=(343303)2 \frac{t_2}{3} = \left( \frac{343}{303} \right)^2
3t2 =(303343 )2
Теперь посчитаем 343303\frac{343}{303}303343 :
343303≈1.134 \frac{343}{303} \approx 1.134
303343 ≈1.134
Теперь возводим это значение в квадрат:
(1.134)2≈1.285 (1.134)^2 \approx 1.285
(1.134)2≈1.285
Теперь подставляем обратно в уравнение:
t23≈1.285 \frac{t_2}{3} \approx 1.285
3t2 ≈1.285
Теперь умножим на 3:
t2≈3×1.285≈3.855 часа t_2 \approx 3 \times 1.285 \approx 3.855 \text{ часа}
t2 ≈3×1.285≈3.855 часа
В переводе в часы и минуты:
3.855 часа≈3 часа 51 минуту 3.855 \text{ часа} \approx 3 \text{ часа } 51 \text{ минуту}
3.855 часа≈3 часа 51 минуту
Таким образом, реакция будет завершена примерно через 3 часа и 51 минуту при 30 градусах.