Из сосуда, содержащего 4 г водорода, через трещину ежесекундно выходит миллиард молекул. Через какое время сосуд опустеет полностью?

Физика 11 класс Кинетическая теория газов физика 11 класс задача по физике водород Молекулы трещина время сосуд количество молекул расчет химические реакции молекулярная физика Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, сколько молекул водорода содержится в сосуде, а затем рассчитать, сколько времени потребуется, чтобы все эти молекулы покинули сосуд с заданной скоростью утечки.

Давайте разберем шаги решения:

1. Определим количество молей водорода в сосуде.
• Молярная масса водорода (H₂) составляет 2 г/моль, так как молекула водорода состоит из двух атомов водорода, каждый из которых имеет атомную массу примерно 1 г/моль.
• У нас есть 4 г водорода, значит, количество молей водорода равно 4 г / 2 г/моль = 2 моль.
2. Рассчитаем количество молекул водорода в сосуде.
• Используем число Авогадро, которое равно примерно 6.022 × 10²³ молекул/моль.
• Количество молекул в 2 молях водорода равно 2 моль × 6.022 × 10²³ молекул/моль = 1.2044 × 10²⁴ молекул.
3. Определим, за какое время все молекулы покинут сосуд.
• По условию задачи, через трещину ежесекундно выходит 1 миллиард молекул, что эквивалентно 1 × 10⁹ молекул.
• Чтобы найти время, за которое выйдут все молекулы, разделим общее количество молекул на скорость утечки: 1.2044 × 10²⁴ молекул / 1 × 10⁹ молекул/с = 1.2044 × 10¹⁵ секунд.

Таким образом, сосуд полностью опустеет через примерно 1.2044 × 10¹⁵ секунд. Это очень большое время, и в реальных условиях, конечно, такая ситуация вряд ли произойдет, но с точки зрения задачи, именно такой ответ мы получили.