Как обнаружить концентрацию молекул
Насыщенность частиц – это величина, показывающая, сколько частиц вещества находится в каком-нибудь объеме. Она вычисляется по формуле: c = N/V, ее размерность 1/м^3. Зачастую появляется надобность определить концентрацию молекул , причем исследуемое вещество может быть в любом агрегатном состоянии: твердом, жидком либо газообразном.
Инструкция
1. Представьте, что любопытный царь Гиерон дал своему придворному математику еще одну корону, приказав: «Вот она-то верно из чистого золота. Определи, Архимед, какова насыщенность молекул в ней». Талантливого ученого такая задача поставила бы в тупичок. Ну, а вы решите ее дюже стремительно. Представим, корона весила бы ровно 1,93 килограмма, занимая при этом объем в 100 см^3.
2. Раньше каждого обнаружьте, сколько молей золота содержится в таком числе вещества. С поддержкой таблицы Менделеева вы узнаете молекул ярную массу золота: 197 а.е.м. (ядерных единиц массы). А масса одного моля всякого вещества (в граммах) численно равна его молекул ярной массе. Следственно, один моль золота весит 197 грамм. Поделив фактическую массу короны на молярную массу золота, вы получите: 1930/197 = 9,79. Либо, округленно, 9,8 молей золота.
3. Умножьте число молей на универсальное число Авогадро, показывающее, сколько элементарных частиц содержится в моле всякого вещества. 9,8*6,022*10^23 = 5,9*10^24. Вот сколько молекул золота примерно содержится в короне.
4. Ну, а сейчас обнаружить концентрацию молекул проще простого. 100 кубических сантиметров – это 0,0001 м^3. Поделим: 5,9*10^24/0,0001 = 5,9*10^28. Насыщенность молекул золота равна 5,9*10^28/м3.
5. Сейчас представим, что вам задана такая задача: при давлении Р, средняя квадратичная скорость молекул углекислого газа равна V. Требуется определить концентрацию его молекул . И тут нет ничего трудного. Существует так называемое основное уравнение кинетической теории совершенного газа: Р = V^2m0C/3, где C – насыщенность молекул газа, а m0 – масса одной его молекул ы. Следственно, желанная насыщенность С находится так: С = 3P/m0V^2.
6. Исключительная неведомая величина – m0. Ее дозволено узнать в справочнике по химии либо физике. Дозволено также вычислить по формуле: m0 = M/Na, где М – молярная масса углекислого газа (44 грамм/моль), а Na – число Авогадро (6,022х1023). Подставив все величины в формулу, вычислите желанную концентрацию С.
7. Видоизмените условие задачи. Представим, вам знамениты только температура Т и давление Р углекислого газа. Как по этим данным обнаружить концентрацию его молекул ? Давление и температура газа связаны формулой: P = CkT, где С – насыщенность молекул газа, а К – непрерывная Больцмана, равная 1,38*10^-23. То есть С = P/kT. Подставив в формулу знаменитые величины, вы вычислите концентрацию С.
