Давление газа можно определить, используя уравнение состояния идеального газа ( pV = nRT ), где ( p ) - давление, ( V ) - объем, ( n ) - количество молей газа, ( R ) - универсальная газовая постоянная, а ( T ) - температура в кельвинах.
В условии задачи дано, что в каждом кубическом сантиметре газа содержится ( 10^6 ) молекул. Чтобы перевести это количество в моли, необходимо использовать число Авогадро ( N_A \approx 6.022 \times 10^{23} ) молекул/моль. Таким образом, количество молей ( n ) в 1 см³ газа будет равно:
[ n = \frac{10^6 \, \text{молекул}}{6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль}} = 1.66 \times 10^{-18} \, \text{моль} ]
Температура газа дана как 87°C, но для использования в уравнении идеального газа её нужно перевести в кельвины. Температура в кельвинах ( T ) будет:
[ T = 87°C + 273.15 = 360.15 \, K ]
Универсальная газовая постоянная ( R ) примерно равна 8.314 J/(mol·K).
Теперь можно подставить все известные величины в уравнение идеального газа. Поскольку объем ( V ) равен 1 см³, что равно ( 1 \times 10^{-3} ) литра или ( 1 \times 10^{-6} ) м³, уравнение примет вид:
[ p \times 1 \times 10^{-6} \, \text{м³} = 1.66 \times 10^{-18} \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{J/(mol·K)} \times 360.15 \, K ]
[ p = \frac{1.66 \times 10^{-18} \times 8.314 \times 360.15}{1 \times 10^{-6}} \approx 5.00 \times 10^{-12} \, \text{Па} ]
Таким образом, давление газа примерно равно ( 5.00 \times 10^{-12} ) паскалей. Это очень маленькое значение давления, что указывает на очень разреженный газ.