В сосуде находится газ с давлением 150 кПа и температурой 273°С. Какое количество молекул газа содержится в одном объеме сосуда при данных условиях?
Физика11 классГазовые законыгаздавлениетемператураколичество молекулсосудфизика 11 класс
Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое имеет вид:
PV = nRT
где:
Сначала нам нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого используем следующую формулу:
T(K) = T(°C) + 273.15
Подставляем значение температуры:
T = 273 + 273.15 = 546.15 K
Теперь подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа. Для этого нам нужно выразить количество молей n:
n = PV / RT
Теперь подставим значения:
Теперь можем подставить все эти значения в формулу:
n = (150000 * V) / (8.31 * 546.15)
Теперь, чтобы найти количество молекул, нам нужно использовать число Авогадро, которое равно примерно 6.022 × 10²³ молекул/моль.
Количество молекул можно найти по формуле:
N = n * Na
где N - количество молекул, n - количество молей, Na - число Авогадро.
Теперь подставим значение n в эту формулу:
N = [(150000 * V) / (8.31 * 546.15)] * 6.022 × 10²³
Обратите внимание, что V - это объем сосуда, который мы не знаем. Однако, если мы хотим найти количество молекул в 1 м³ газа, мы можем подставить V = 1 м³:
N = [(150000 * 1) / (8.31 * 546.15)] * 6.022 × 10²³
Теперь можем вычислить:
N ≈ 1.03 × 10²⁴ молекул
Таким образом, в одном объеме сосуда при данных условиях содержится примерно 1.03 × 10²⁴ молекул газа.