средний объем вдыхаемого человеком воздуха 500 мл.рассчитайте сколько при этом человек вдыхает молекул(в приближении,что объем газа измерен при н.у.) кислорода и углекислого газа,если в состав воздуха входит (% по объему) кислород-21%,углекислый газ -0,03
1. Объем воздуха, вдыхаемого человеком - 500 мл.
2. Состав воздуха по объему: кислород - 21%, углекислый газ - 0,03%.
Итак, чтобы рассчитать количество молекул кислорода и углекислого газа, вдыхаемых человеком, мы должны выполнить следующие шаги:
Шаг 1: Рассчитаем количество молекул в 500 мл воздуха.
- Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
- Так как мы знаем, что объем измерен при н.у. (нормальных условиях), то давление и температура принимаем равными: P = 1 атмосфера и T = 273 Кельвина.
- Также, для данной задачи, можно принять, что воздух состоит только из кислорода и углекислого газа.
Примечание: Нормальные условия (н.у.) - это условия, при которых давление равно 1 атмосфере (760 мм рт. ст.), а температура 0 градусов по Цельсию (273 Кельвина).
1 моль газа содержит 6,022 * 10^23 молекул (число Авогадро).
Таким образом, количество молекул в 1 мл воздуха (или в 1 см^3 воздуха) будет равно: (6,022 * 10^23) / (22,4 * 10^3) ≈ 2,687 * 10^19 молекул.
Теперь рассчитаем количество молекул в 500 мл воздуха:
2,687 * 10^19 * 500 = 1,3435 * 10^22 молекул воздуха.
Шаг 2: Рассчитаем количество молекул кислорода и углекислого газа в составе воздуха по данным процентам.
Примечание: Для этого мы будем использовать массовую долю вместо объемной доли, так как это позволяет нам проще работать с молярными массами веществ.
2.1. Рассчитаем массовую долю кислорода:
- С учетом того, что воздух состоит из 21% кислорода, получаем, что массовая доля кислорода составляет 0,21.
- Зная молярную массу кислорода (O2) - 32 г/моль, можно рассчитать массу кислорода в 1 мл (или 1 см^3) воздуха:
32 г/моль * 0,21 = 6,72 г/моль.
2.2. Рассчитаем количество моль кислорода в 500 мл воздуха:
- Поскольку воздух состоит из 21% кислорода, то массовая доля вычисленная ранее (6,72 г/моль) будет относиться только к кислороду.
- Рассчитаем количество моль кислорода в 500 мл воздуха:
6,72 г/моль * (500 мл / 1000 мл) ≈ 3,36 моль.
2.3. Рассчитаем количество молекул кислорода в 500 мл воздуха:
- Вычисляем количество молекул кислорода, умножая количество моль на число Авогадро:
3,36 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль ≈ 2,019 * 10^24 молекулы кислорода.
2.4. Рассчитаем массовую долю углекислого газа:
- С учетом того, что воздух состоит из 0,03% углекислого газа, получаем, что массовая доля углекислого газа составляет 0,0003.
- Зная молярную массу углекислого газа (CO2) - 44 г/моль, можно рассчитать массу углекислого газа в 1 мл (или 1 см^3) воздуха:
44 г/моль * 0,0003 = 0,0132 г/моль.
2.5. Рассчитаем количество моль углекислого газа в 500 мл воздуха:
- Поскольку воздух состоит из 0,03% углекислого газа, то массовая доля вычисленная ранее (0,0132 г/моль) будет относиться только к углекислому газу.
- Рассчитаем количество моль углекислого газа в 500 мл воздуха:
0,0132 г/моль * (500 мл / 1000 мл) ≈ 0,0066 моль.
2.6. Рассчитаем количество молекул углекислого газа в 500 мл воздуха:
- Вычисляем количество молекул углекислого газа, умножая количество моль на число Авогадро:
0,0066 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль ≈ 3,972 * 10^21 молекулы углекислого газа.
Ответ:
Количество молекул кислорода, вдыхаемых человеком при вдохе 500 мл воздуха, составляет примерно 2,019 * 10^24 молекулы кислорода.
Количество молекул углекислого газа, вдыхаемых человеком при вдохе 500 мл воздуха, составляет примерно 3,972 * 10^21 молекулы углекислого газа.