При взаимодействии а л водорода с b л кислорода выделилось Q кДж теплоты, а при взаимодействии b л водорода с а л кислорода выделилось 2Q кДж теплоты. Объемы газов измерены при одних и тех же температуре и давлении. Найдите общее соотношение между а и b. Если не смогли найти общее соотношение, приведите конкретные значения а и b, удовлетворяющие условию задачи. Ответ обязательно подтвердите расчетом.

Обозначим количество выделившейся теплоты при взаимодействии а л водорода с b л кислорода как Q1, а количество выделившейся теплоты при взаимодействии b л водорода с а л кислорода как Q2.

Из условия задачи имеем: Q1 = Q, Q2 = 2Q.

Так как объемы газов измерены при одних и тех же температуре и давлении, то можно воспользоваться законом Гей-Люссака, согласно которому для одного моля идеального газа отношение объема к его температуре при постоянном давлении также остается постоянным.

Пусть V1 и V2 - объемы водорода и кислорода соответственно при взаимодействии а л водорода с b л кислорода, а V3 и V4 - объемы водорода и кислорода соответственно при взаимодействии b л водорода с а л кислорода.

Тогда имеем: V1/V2 = V3/V4.

Поскольку объемы газов измерены при одних и тех же температуре и давлении, то V1 = b, V2 = a, V3 = a, V4 = b.

Таким образом, получаем: b/a = a/b, b^2 = a^2, b = a или b = -a.

Таким образом, общее соотношение между a и b: b = a.

Проверим это на конкретных значениях. Пусть, например, a = 2 л и b = 2 л. Тогда при взаимодействии 2 л водорода с 2 л кислорода выделилось Q кДж теплоты, а при взаимодействии 2 л водорода с 2 л кислорода выделилось 2Q кДж теплоты.

Таким образом, общее соотношение между a и b подтверждено.