В сосуде объемом V = 40 л находится фтор F2, число молекул которого N = 1,2× 10²⁴. Как можно вычислить плотность этого газа?

Физика Университет Газовые законы и уравнение состояния идеального газа плотность фтора вычисление плотности газа молекулы фтора объем фтора физика газа закон Бойля уравнение состояния газа молярная масса фтора Идеальный газ формула плотности газа Новый

Чтобы вычислить плотность газа, нам нужно использовать несколько физических понятий и формул. Давайте разберем процесс шаг за шагом.

Шаг 1: Определение массы газа

Для начала нам нужно найти массу газа. Мы знаем число молекул газа (N) и можем использовать его, чтобы найти массу. Для этого нам понадобится молярная масса фтора (F2).

• Молярная масса фтора (F) = 19 г/моль.
• Так как молекула фтора состоит из двух атомов, молярная масса F2 = 2 * 19 г/моль = 38 г/моль.

Теперь мы можем использовать число молекул, чтобы найти количество вещества в молях:

Количество вещества (n) можно вычислить по формуле:

n = N / Na,

где Na = 6,022 × 10²³ молекул/моль (число Авогадро).

Шаг 2: Подсчет количества вещества

Подставим значения в формулу:

n = (1,2 × 10²⁴) / (6,022 × 10²³) ≈ 19,9 моль.

Шаг 3: Вычисление массы газа

Теперь, зная количество вещества, мы можем найти массу газа:

m = n * M,

где M — молярная масса (38 г/моль).

m = 19,9 моль * 38 г/моль ≈ 755,2 г.

Шаг 4: Перевод массы в килограммы

Поскольку плотность обычно выражается в кг/м³, переведем массу в килограммы:

m = 755,2 г = 0,7552 кг.

Шаг 5: Вычисление плотности

Теперь мы можем вычислить плотность (ρ) газа по формуле:

ρ = m / V,

где V — объем в м³. Не забудьте перевести объем из литров в кубические метры:

V = 40 л = 0,04 м³.

Теперь подставим значения:

ρ = 0,7552 кг / 0,04 м³ = 18,88 кг/м³.

Итак, плотность фтора F2 в данном сосуде составляет примерно 18,88 кг/м³.