Число молекул в шаре с водородом и другими веществами
Сколько молекул находится внутри резинового шара объёмом 5,6 л (н. у.), заполненного водородом? Изменится ли ответ, если в условии задачи водород заменить на: а) азот; б) неизвестный газ; в) водопроводную воду?
Дано
`V(газа) = 5.6 text{ л}`
Найти
`N(H_2) = text{ ?}`
Решение
Найдём количество вещества газа (водорода) при н.у.:
`n(H_2) = (V(H_2))/(V_m) = 5.6/22.4 = 0.25 text{ моль}`
Найдём число молекул водорода:
`N(H_2) = n(H_2)*N_A = 0.25*6.022*10^23 = 1.506*10^23 text{ молекул}`
Ответ
`N(H_2) = 1.506*10^23 text{ молекул}`
Дополнительно
а) Если заменить водород на азот (`N_2`), то ответ не изменится, так как при одинаковых условиях (н.у.) в равных объёмах любых газов содержится одинаковое число молекул (закон Авогадро).
б) Если заменить на неизвестный газ, то ответ не изменится по той же причине.
в) Если водород заменить на воду, то ответ существенно изменится. При одинаковом объёме жидкость имеет плотность на несколько порядков выше, чем газ, поэтому в том же объёме воды содержится существенно больше вещества и, следовательно, больше молекул. В газе при нормальных условиях большая часть объёма фактически занята пустым пространством между молекулами, тогда как в жидкости молекулы расположены значительно плотнее.