В баллоне содержится 16 мг кислорода. Каждую секунду через отверстие вытекает 1 миллион молекул. Сколько времени потребуется, чтобы весь газ вышел из баллона?
Физика 11 класс Газовые законы кислород в баллоне молекулы кислорода время выхода газа физика 11 класс газовые законы Новый
Давайте решим эту задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определим количество молекул кислорода в баллоне.
Сначала нам нужно узнать, сколько молекул кислорода содержится в 16 мг. Для этого воспользуемся формулой:
Количество молекул = (масса / молярная масса) * число Авогадро.
Теперь подставим значения в формулу:
Количество молекул = (0.016 г / 32 г/моль) * (6.022 * 10^23 молекул/моль).
Сначала вычислим (0.016 / 32):
0.016 / 32 = 0.0005 моль.
Теперь умножим на число Авогадро:
Количество молекул = 0.0005 * (6.022 * 10^23) = 3.011 * 10^20 молекул.
Шаг 2: Определим скорость вытекания молекул.
По условию задачи, через отверстие вытекает 1 миллион молекул в секунду. Это равняется:
1 миллион = 1 * 10^6 молекул/с.
Шаг 3: Найдем время, необходимое для вытекания всего газа.
Чтобы найти время, необходимое для вытекания всех молекул, используем формулу:
Время = Общее количество молекул / Скорость вытекания.
Теперь подставим наши значения:
Время = (3.011 * 10^20 молекул) / (1 * 10^6 молекул/с).
Выполним деление:
Время = 3.011 * 10^14 секунд.
Шаг 4: Преобразуем время в более удобные единицы.
Чтобы понять, сколько это в годах, мы можем сделать следующее преобразование:
Теперь переведем секунды в годы:
Время в годах = 3.011 * 10^14 секунд / 31 536 000 секунд/год.
Выполнив это деление, мы получим:
Время в годах ≈ 9.55 * 10^6 лет.
Ответ: Весь газ выйдет из баллона примерно за 9.55 миллиона лет.