Концентрация молекул идеального газа можно выразить как количество молекул, содержащихся в сосуде, деленное на его объем. Формула для вычисления концентрации такого газа выглядит следующим образом:
Концентрация = количество молекул / объем.
В данном случае нам известен объем сосуда, равный 2 л. Однако, нам необходимо узнать количество молекул. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое называется уравнением Ван-дер-Ваальса:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, а T - температура газа в абсолютных единицах (в Кельвинах).
Мы знаем, что идеальный газ - одноатомный, поэтому число степеней свободы равно 3. Универсальная газовая постоянная R составляет примерно 8,314 Дж/(моль·К), и она одинакова для всех газов.
Теперь переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
Подставим эти значения в уравнение состояния, чтобы найти количество молей газа:
PV = nRT.
Так как данный газ - идеальный, давление P не указано, и можно положить его равным атмосферному давлению (760 мм рт. ст.). Переведем это давление в паскали (1 атм = 101 325 Па):
P = 760 мм рт. ст. * (101 325 Па / 760 мм рт. ст.) = 101 325 Па.
n = (101 325 Па * 2 л) / (8,314 Дж/(моль·К) * 300,15 K).
n ≈ 8,07 моль.
Количество молекул в одной моле газа равно числу Авогадро, которое приближенно равно 6,022 * 10^23 молекул в одной моле. Поэтому, чтобы найти количество молекул в данном случае, умножим количество молей на число Авогадро:
ответ к заданию по физике
