Сколько молекул содержится в 1 литре воды и какой объем при нормальных условиях занимает водяной пар той же массы ( водяной пар считать идеальным газом)?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи необходимо последовательно рассчитать количество вещества (в молях), число молекул, а затем, используя закон Авогадро, определить объем газа. 1. Расчет количества молекул в 1 литре воды Для расчёта примем плотность жидкой воды ρ=1000rho equals 1000 г/л, а молярную массу воды M(H2O)=18cap M open paren cap H sub 2 cap O close paren equals 18 г/моль.

  • Масса воды:
    m=Vρ=1 л1000 г/л=1000 гm equals cap V center dot rho equals 1 л center dot 1000 г/л equals 1000 г Количество вещества (число молей):
    ν=mM=1000 г18 г/моль55,56 мольnu equals the fraction with numerator m and denominator cap M end-fraction equals the fraction with numerator 1000 г and denominator 18 г/моль end-fraction is approximately equal to 55 comma 56 моль Число молекул:
    Используем число Авогадро NA6,0221023cap N sub cap A is approximately equal to 6 comma 022 center dot 10 to the 23rd power моль -1to the negative 1 power:
    N=νNA=55,566,02210233,3461025cap N equals nu center dot cap N sub cap A equals 55 comma 56 center dot 6 comma 022 center dot 10 to the 23rd power is approximately equal to 3 comma 346 center dot 10 to the 25th power

Итог: В 1 литре воды содержится примерно 3,3510253 comma 35 center dot 10 to the 25th power молекул. 2. Расчет объема водяного пара Согласно закону Авогадро, 1 моль любого идеального газа при нормальных условиях (н.у.: T=273,15cap T equals 273 comma 15 К, P=101,325cap P equals 101 comma 325 кПа) занимает молярный объем Vm=22,414cap V sub m equals 22 comma 414 л/моль.

  • Объем пара:
    Vgas=νVmcap V sub g a s end-sub equals nu center dot cap V sub m Vgas=55,56 моль22,414 л/моль1245,3 лcap V sub g a s end-sub equals 55 comma 56 моль center dot 22 comma 414 л/моль is approximately equal to 1245 comma 3 л

Итог: Водяной пар той же массы при нормальных условиях будет занимать объем примерно 1245,3 литра (или 1,2451 comma 245 м³). Сводная таблица результатов

Параметр Значение для 1 л воды
Масса1000 г
Количество вещества55,56 моль
Количество молекул 3,3510253 comma 35 center dot 10 to the 25th power
Объем пара (н.у.)1245,3 л
Примечание: При переходе из жидкого состояния в газообразное при нормальных условиях объем вещества увеличивается примерно в 1245 раз.

Я могу составить для вас аналогичный расчет для других веществ или условий (например, при комнатной температуре). Хотите, чтобы я рассчитал объем этого пара при температуре кипения 100°C?

Форма ответа

Ваш аватар