Определите число n атомов в 1 кг. водорода и массу одного атома водорода

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

В 1 кг водорода содержится примерно 5,97×10265 comma 97 cross 10 to the 26th power атомов, а масса одного атома водорода составляет примерно 1,674×10-271 comma 674 cross 10 to the negative 27 power кг. Для расчета этих величин используются фундаментальные физические константы: число Авогадро ( NAcap N sub cap A) и молярная масса водорода ( Mcap M). 1. Определение массы одного атома Масса одного атома mabold m sub bold a вычисляется как отношение молярной массы элемента к числу Авогадро. Для расчетов примем молярную массу атомарного водорода M=1,008×10-3 кг/мольcap M equals 1 comma 008 cross 10 to the negative 3 power кг/моль, а число Авогадро NA=6,022×1023 моль-1cap N sub cap A equals 6 comma 022 cross 10 to the 23rd power моль to the negative 1 power. ma=MNAm sub a equals the fraction with numerator cap M and denominator cap N sub cap A end-fraction ma=1,008×10-3 кг/моль6,022×1023 моль-11,6738×10-27 кгm sub a equals the fraction with numerator 1 comma 008 cross 10 to the negative 3 power кг/моль and denominator 6 comma 022 cross 10 to the 23rd power моль to the negative 1 power end-fraction is approximately equal to 1 comma 6738 cross 10 to the negative 27 power кг Эта величина практически совпадает с массой протона, так как ядро самого распространенного изотопа водорода (протия) состоит из одного протона, а масса электрона пренебрежимо мала. 2. Расчет числа атомов в массе 1 кг Число атомов nn в заданной массе вещества m=1 кгm equals 1 кг можно найти, разделив общую массу на массу одного атома или через количество вещества (в молях). Используем формулу: n=mman equals the fraction with numerator m and denominator m sub a end-fraction Подставим значения: n=1 кг1,6738×10-27 кг5,974×1026n equals the fraction with numerator 1 кг and denominator 1 comma 6738 cross 10 to the negative 27 power кг end-fraction is approximately equal to 5 comma 974 cross 10 to the 26th power В качестве альтернативы можно использовать молярное отношение: n=mMNA=1 кг1,008×10-3 кг/моль6,022×1023 моль-15,97×1026n equals the fraction with numerator m and denominator cap M end-fraction center dot cap N sub cap A equals the fraction with numerator 1 кг and denominator 1 comma 008 cross 10 to the negative 3 power кг/моль end-fraction center dot 6 comma 022 cross 10 to the 23rd power моль to the negative 1 power is approximately equal to 5 comma 97 cross 10 to the 26th power Ответ В 1 кг водорода содержится 5,97×10265 comma 97 cross 10 to the 26th power атомов, при этом масса одного атома водорода равна 1,674×10-271 comma 674 cross 10 to the negative 27 power кг. Требуется ли вам произвести аналогичные расчеты для другого химического элемента или учесть массу водорода в составе молекулы H2cap H sub 2?

Форма ответа

Ваш аватар