Question

Скільки молекул міститься в гумовій кулі об'ємом 5,6 л (н. у.), заповненій воднем? Чи зміниться відповідь, якщо в умові завдання водень замінити на: а) азот; б) невідомий газ; в) водопровідну воду?​

Answer 1

V(H2) = 5.6 l

N(H2) - ?

n(H2) = 5.6 / 22.4 = 0.25 mol

N(H2) = 0.25 * 6.02*10^23 = 1.505*10^23 молекул

а) нет

б) нет

в) да, потому что вода измеряется не в объемах(не обязательно) и имеет плотность, в зависимости от состава.

Answer 2

Для того щоб знайти кількість молекул у газовому об'ємі, спочатку вам потрібно використовувати ідеальний газовий закон. Ідеальний газовий закон описує залежність між кількістю молекул газу, температурою, тиском і об'ємом. Формула для ідеального газу:

PV = nRT

де: P - тиск (у паскалях) V - об'єм (у метрах кубічних) n - кількість молекул газу R - універсальна газова стала (8.314 Дж/моль∙К) T - температура (у кельвінах)

Спершу, переведемо об'єм з літрів до метрів кубічних, так як один літр дорівнює 0.001 метра кубічного:

Об'єм = 5.6 л = 5.6 * 0.001 м³ = 0.0056 м³

Тепер, ми повинні визначити кількість молекул водню, використовуючи ідеальний газовий закон. Для водню ми маємо такі дані:

• Тиск (P) може бути прийнятий як стандартний тиск, приблизно 101.325 кПа (або 101325 Па).
• Температура (T) також може бути прийнята як стандартна температура, 298 К.

Тепер ми можемо знайти кількість молекул (n) водню:

PV = nRT

n = PV / RT

n = (101325 Па * 0.0056 м³) / (8.314 Дж/моль∙К * 298 К)

n ≈ 2.242 моль

Тепер, щоб знайти кількість молекул в 2.242 молях водню, ми можемо використовувати число Авогадро (6.02214076 × 10^23 молекул у молю):

Кількість молекул = n * Число Авогадро

Кількість молекул = 2.242 моль * 6.02214076 × 10^23 молекул/моль

Кількість молекул водню в гумовій кулі становить приблизно 1.35 × 10^24 молекул.

Тепер розглянемо зміни у відповіді, якщо водень буде замінений на різні гази:

а) Азот (N2): Кількість молекул буде такою ж, оскільки ви залишаєте об'єм і температуру незмінними.

б) Невідомий газ: Кількість молекул залежить від властивостей цього газу. Ви мусите знати тиск, температуру і інші параметри цього газу, щоб визначити кількість молекул.

в) Водопровідна вода: Вода не є газом при стандартних умовах (нормальний тиск і температура). Тому, якщо вода перебуває в гумовій кулі при нормальних умовах, ви не можете використовувати ідеальний газовий закон для розрахунку кількості молекул. Кількість молекул води буде значно вищою, оскільки вода має вищу густину і є рідиною, а не газом.