Каковы ответы на следующие вопросы по физике, если углекислый газ занимает объем V=100 мм³ и находится при температуре t=7°C, а его плотность составляет 2 кг/м³: 1) Какое число молекул содержится в данном объеме? 2) Какова масса одной молекулы углекислого газа? 3) Какое давление оказывает газ?

Физика Колледж Газовые законы физика 12 класс углекислый газ объем V=100 мм³ температура t=7°C плотность 2 кг/м³ число молекул масса одной молекулы давление газа молекулы углекислого газа физические свойства газа расчеты по физике газовые законы Идеальный газ молярная масса углекислого газа Новый

Чтобы ответить на эти вопросы, нам нужно использовать несколько физических законов и формул. Давайте разберем каждый вопрос по порядку.

1. Какое число молекул содержится в данном объеме?

   Для начала, нам нужно найти массу углекислого газа в данном объеме. Используем формулу для плотности:

   ρ = m / V

   где ρ — плотность, m — масса, V — объем.

   Плотность ρ = 2 кг/м³, объем V = 100 мм³ = 100 * 10⁻⁹ м³ (так как 1 мм³ = 10⁻⁹ м³).

   Отсюда масса m = ρ * V = 2 кг/м³ * 100 * 10⁻⁹ м³ = 2 * 10⁻⁷ кг.

   Теперь найдем количество молекул, используя молярную массу углекислого газа (CO₂), которая составляет 44 г/моль или 0.044 кг/моль.

   Количество вещества n = m / M, где M — молярная масса.

   n = 2 * 10⁻⁷ кг / 0.044 кг/моль ≈ 4.545 * 10⁻⁶ моль.

   Число молекул N можно найти, умножив количество вещества на число Авогадро (NA ≈ 6.022 * 10²³ моль⁻¹):

   N = n * NA ≈ 4.545 * 10⁻⁶ моль * 6.022 * 10²³ моль⁻¹ ≈ 2.73 * 10¹⁸ молекул.

2. Какова масса одной молекулы углекислого газа?

   Масса одной молекулы m₀ можно найти, разделив молярную массу на число Авогадро:

   m₀ = M / NA = 0.044 кг/моль / 6.022 * 10²³ моль⁻¹ ≈ 7.31 * 10⁻²⁶ кг.

3. Какое давление оказывает газ?

   Для нахождения давления используем уравнение состояния идеального газа:

   pV = nRT

   где p — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), T — температура в Кельвинах.

   Сначала переведем температуру в Кельвины: T = t + 273.15 = 7 + 273.15 = 280.15 К.

   Теперь можем найти давление:

   p = nRT / V = (4.545 * 10⁻⁶ моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 280.15 К) / (100 * 10⁻⁹ м³) ≈ 105.7 Па.

Таким образом, мы нашли все необходимые значения для данного условия задачи.