Какое количество молекул воды испаряется с поверхности за 30 секунд, если за 75 минут из сосуда с площадью испарившейся части 90 см² и глубиной 15 см испарилась вся вода? Молярную массу воды примем равной 0,018 кг/моль.

Физика 10 класс Испарение и молекулярная физика количество молекул воды испарение воды физика 10 класс молярная масса воды площадь испарения глубина сосуда время испарения расчет молекул физические законы задачи по физике Новый

Для решения данной задачи нам необходимо определить, сколько молекул воды испаряется за 30 секунд, зная, что вся вода испарилась за 75 минут. Давайте разберем решение шаг за шагом.

Шаг 1: Определим объем воды в сосуде.

Сначала найдем объем воды в сосуде. Площадь испарившейся части составляет 90 см², а глубина воды — 15 см. Чтобы найти объем, используем формулу:

Объем (V) = Площадь (S) × Высота (h)

Переведем единицы измерения в метры:

• Площадь: 90 см² = 90 × 10^(-4) м² = 0.009 м²
• Глубина: 15 см = 15 × 10^(-2) м = 0.15 м

Теперь подставим значения в формулу:

V = 0.009 м² × 0.15 м = 0.00135 м³

Шаг 2: Переведем объем воды в массу.

Теперь нам нужно перевести объем воды в массу. Для этого используем плотность воды, которая равна 1000 кг/м³:

Масса (m) = Объем (V) × Плотность (ρ)

m = 0.00135 м³ × 1000 кг/м³ = 1.35 кг

Шаг 3: Найдем количество молей воды.

Теперь, зная массу воды, мы можем найти количество молей, используя молярную массу воды (0.018 кг/моль):

Количество молей (n) = Масса (m) / Молярная масса (M)

n = 1.35 кг / 0.018 кг/моль = 75 моль

Шаг 4: Найдем количество молекул воды.

Теперь, зная количество молей, мы можем найти общее количество молекул. Для этого используем число Авогадро (6.022 × 10^23 молекул/моль):

Количество молекул (N) = Количество молей (n) × Число Авогадро (NA)

N = 75 моль × 6.022 × 10^23 молекул/моль = 4.51 × 10^25 молекул

Шаг 5: Найдем количество молекул, испаряющихся за 30 секунд.

Теперь, когда мы знаем общее количество молекул, мы можем определить, сколько молекул испаряется за 30 секунд. Сначала найдем общее время в секундах:

75 минут = 75 × 60 секунд = 4500 секунд

Теперь найдем количество молекул, испарившихся за 1 секунду:

Количество молекул за секунду = Общее количество молекул / Общее время в секундах

Количество молекул за секунду = 4.51 × 10^25 молекул / 4500 секунд ≈ 1.00 × 10^22 молекул/с

Теперь умножим на 30 секунд:

Количество молекул за 30 секунд = 1.00 × 10^22 молекул/с × 30 с ≈ 3.00 × 10^23 молекул

Ответ: За 30 секунд с поверхности испаряется примерно 3.00 × 10^23 молекул воды.