Какое число молекул содержится в водороде обьёмом 5 м³ при нормальных условиях

Для ответа на этот вопрос мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выражается формулой PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосфера) у нас есть следующие параметры: T = 273 K, P = 1 атм = 101325 Па, R = 8.314 Дж/(моль·К).

Теперь можем выразить количество молекул водорода по формуле n = PV / RT. Подставляем известные значения: V = 5 м³, T = 273 K, P = 101325 Па, R = 8.314 Дж/(моль·К).

n = (101325 Па 5 м³) / (8.314 Дж/(моль·К) 273 K) ≈ 230 моль.

Далее, чтобы найти количество молекул, умножаем количество молей на постоянную Авогадро: 230 моль 6.022 10^23 моль^-1 ≈ 1.384 * 10^26 молекул.

Итак, водород объемом 5 м³ при нормальных условиях содержит примерно 1.384 * 10^26 молекул.

Для определения числа молекул в газе при нормальных условиях можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа и числом Авогадро.

Нормальные условия (НУ) предполагают, что температура составляет 0 °C (или 273,15 К), а давление — 1 атм (101325 Па).

1. Уравнение состояния идеального газа:

   Уравнение состояния идеального газа можно записать как:

   [ PV = nRT ]

   где:

   • ( P ) — давление (Па),
   • ( V ) — объем (м³),
   • ( n ) — количество вещества (моль),
   • ( R ) — универсальная газовая постоянная ((8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{K)})),
   • ( T ) — температура (К).

2. Количество молей водорода:

   Из уравнения состояния идеального газа выразим ( n ):

   [ n = \frac{PV}{RT} ]

   Подставим значения для нормальных условий: ( P = 101325 \, \text{Па} ), ( V = 5 \, \text{м}^3 ), ( R = 8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{K)}), ( T = 273.15 \, \text{K} ).

   [ n = \frac{101325 \times 5}{8.314 \times 273.15} \approx 223.6 \, \text{моль} ]

3. Число молекул:

   Число молекул в одном моле вещества равно числу Авогадро ((6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль})).

   Тогда общее число молекул в 223.6 молях водорода будет:

   [ N = n \times N_A = 223.6 \times 6.022 \times 10^{23} \approx 1.35 \times 10^{26} \, \text{молекул} ]

Таким образом, в 5 м³ водорода при нормальных условиях содержится приблизительно (1.35 \times 10^{26}) молекул.

Водород при нормальных условиях содержит (3.011 \times 10^{25}) молекул.