Сколько молекул содержится в сосуде ёмкостью 250см^3, если давление газа 566 мм рт.ст., а температура равна 100 градусов Объясните , чтобы я допёр, что и откуда взялось.
Добрый день! Я рад выступить в роли школьного учителя и объяснить вам, как решить данный вопрос.
Для решения этой задачи, мы будем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:
PV = nRT,
где P - давление газа в паскалях (или в нашем случае в миллиметрах ртутного столба), V - объем газа в метрах кубических (в данном случае 250 см^3, которое нужно перевести в метры кубические), n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль∙К), и T - температура газа в кельвинах (в данном случае 100 градусов Цельсия, которое нужно перевести в кельвины).
Давайте начнем с перевода объема газа в метры кубические. Для этого мы знаем, что 1 см^3 равен 0,000001 м^3, поэтому:
V = 250 см^3 * 0,000001 м^3/см^3 = 0,00025 м^3.
Теперь переведем температуру в кельвины, добавив 273,15:
T = 100 градусов + 273.15 = 373.15 K.
Теперь мы можем подставить известные значения в уравнение для идеального газа:
566 мм рт.ст. * 133,3 Па/мм рт.ст. = 75478,8 Па (так как 1 мм ртутного столба равен примерно 133,3 Па).
Теперь мы можем решить уравнение для количества молекул газа (n):
n = (PV)/(RT) = (75478,8 Па * 0,00025 м^3) / (8,314 Дж/(моль∙К) * 373,15 K).
Но это значение количества вещества в молях, а не количество молекул газа. Чтобы найти количество молекул, нужно умножить количество молей на постоянную Авогадро (6,022 * 10^23 молекул/моль):
Количество молекул = n * NA = 9,67861 моль * 6.022 * 10^23 молекул/моль.
Для решения этой задачи, мы будем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:
PV = nRT,
где P - давление газа в паскалях (или в нашем случае в миллиметрах ртутного столба), V - объем газа в метрах кубических (в данном случае 250 см^3, которое нужно перевести в метры кубические), n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль∙К), и T - температура газа в кельвинах (в данном случае 100 градусов Цельсия, которое нужно перевести в кельвины).
Давайте начнем с перевода объема газа в метры кубические. Для этого мы знаем, что 1 см^3 равен 0,000001 м^3, поэтому:
V = 250 см^3 * 0,000001 м^3/см^3 = 0,00025 м^3.
Теперь переведем температуру в кельвины, добавив 273,15:
T = 100 градусов + 273.15 = 373.15 K.
Теперь мы можем подставить известные значения в уравнение для идеального газа:
566 мм рт.ст. * 133,3 Па/мм рт.ст. = 75478,8 Па (так как 1 мм ртутного столба равен примерно 133,3 Па).
Теперь мы можем решить уравнение для количества молекул газа (n):
n = (PV)/(RT) = (75478,8 Па * 0,00025 м^3) / (8,314 Дж/(моль∙К) * 373,15 K).
Далее производим расчеты:
n = 25192,43 Па∙м^3 / (8,314 Дж/(моль∙К) * 373,15 K) ≈ 9,67861 моль.
Но это значение количества вещества в молях, а не количество молекул газа. Чтобы найти количество молекул, нужно умножить количество молей на постоянную Авогадро (6,022 * 10^23 молекул/моль):
Количество молекул = n * NA = 9,67861 моль * 6.022 * 10^23 молекул/моль.
Здесь подставляем значения и решаем:
Количество молекул = 9,67861 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль ≈ 5,83148 * 10^24 молекул.
Таким образом, в сосуде объемом 250 см^3 при давлении 566 мм рт.ст. и температуре 100 градусов содержится примерно 5,83148 * 10^24 молекул.