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.