Вопрос школьника
Рассчитайте число молекул водорода, который занимает объем 5 л (объем приведен к нормальным условиям).
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P — давление газа, V — его объем, n — количество молекул газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосфера) значение R равно 0,0821 л⋅атм/(моль⋅К).
Таким образом, для решения задачи необходимо знать давление и температуру газа. При нормальных условиях давление равно 1 атмосфере, а температура — 0°C или 273 К.
Подставляя известные значения в уравнение состояния идеального газа, получаем:
n = PV/RT = (1 атмосфера) * (5 л) / (0,0821 л⋅атм/(моль⋅К) * 273 К) ≈ 0,204 моль
Чтобы найти количество молекул, необходимо умножить количество молей на постоянную Авогадро (6,02 * 10^23 молекул/моль):
N = n * NA = 0,204 моль * 6,02 * 10^23 молекул/моль ≈ 1,23 * 10^23 молекул
Таким образом, в 5 л водорода при нормальных условиях содержится примерно 1,23 * 10^23 молекул.
