Какое количество молекул газа находится в 1 см^3 при давлении 1,33*10^-10 Па и температуре 48 градусов Цельсия, если современные вакуумные насосы могут снижать давление до такого уровня?

Физика 11 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа количество молекул газа 1 см^3 давление 1,33*10^-10 Па температура 48 градусов Цельсия вакуумные насосы физика 11 класс Новый

Чтобы найти количество молекул газа в 1 см³ при заданном давлении и температуре, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа и формулой для расчета числа молекул.

Шаги решения:

1. Переведем температуру в Кельвины:
   • Температура в Кельвинах (T) = 48 °C + 273.15 = 321.15 K.
2. Используем уравнение состояния идеального газа:
   • PV = nRT, где:
   • P - давление (в Паскалях),
   • V - объем (в м³),
   • n - количество молей газа,
   • R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)),
   • T - температура (в Кельвинах).
3. Переведем объем в м³:
   • 1 см³ = 1 * 10^-6 м³.
4. Подставим известные значения в уравнение:
   • P = 1.33 * 10^-10 Па,
   • V = 1 * 10^-6 м³,
   • R = 8.31 Дж/(моль·К),
   • T = 321.15 K.
5. Решим уравнение для n:
   • n = PV / RT.
   • Подставляем значения:
   • n = (1.33 * 10^-10 Па) * (1 * 10^-6 м³) / (8.31 Дж/(моль·К) * 321.15 K).
   • После вычислений получаем n ≈ 5.0 * 10^-17 моль.
6. Теперь найдем количество молекул:
   • Количество молекул (N) можно найти по формуле:
   • N = n * Na, где Na - число Авогадро (примерно 6.022 * 10^23 молекул/моль).
   • Подставляем значение n:
   • N = (5.0 * 10^-17 моль) * (6.022 * 10^23 молекул/моль).
   • После вычислений получаем N ≈ 3.01 * 10^7 молекул.

Ответ: В 1 см³ при давлении 1,33 * 10^-10 Па и температуре 48 °C находится примерно 3.01 * 10^7 молекул газа.