Чтобы найти количество вещества газа и число молекул в сосуде, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа и постоянной Авогадро.
Шаг 1: Использование уравнения состояния идеального газа
Уравнение состояния идеального газа имеет вид:
[ PV = nRT ]
где:
- ( P ) — давление,
- ( V ) — объем,
- ( n ) — количество вещества (в молях),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (( R = 8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} )),
- ( T ) — температура в кельвинах.
Дано:
- Объем ( V = 100 \, \text{л} = 0.1 \, \text{м}^3 ),
- Давление ( P = 101325 \, \text{Па} ) (нормальное атмосферное давление),
- Температура ( T = 20 \, \text{°C} = 293.15 \, \text{K} ).
Подставим эти значения в уравнение:
[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{101325 \, \text{Па} \cdot 0.1 \, \text{м}^3}{8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \cdot 293.15 \, \text{K}} ]
Вычислим ( n ):
[ n \approx \frac{10132.5}{2436.7} \approx 4.16 \, \text{моль} ]
Шаг 2: Подсчет числа молекул
Чтобы найти количество молекул, используем постоянную Авогадро, которая равна ( 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} ).
Число молекул ( N ) определяется как:
[ N = n \cdot N_A = 4.16 \, \text{моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} ]
Вычислим ( N ):
[ N \approx 2.51 \times 10^{24} \, \text{молекул} ]
Таким образом, количество вещества газа составляет приблизительно ( 4.16 ) моль, а число молекул в сосуде — примерно ( 2.51 \times 10^{24} ) молекул.