Микроманометр может измерить давление, равное 1,333×10–⁶ Па. Какое количество молекул водорода будет заключаться в 1 л при 0°С и указанном давлении?

Для решения этой задачи нам понадобится знать, что один моль газа (в случае водорода это примерно 6×10²³ молекул) занимает примерно 22,4 л при нормальных условиях (0°С и давлении 1 атмосферы или 1,01325×10⁵ Па).

Сначала нам нужно определить, какое количество молекул водорода будет занимать 1 л при указанном давлении 1,333×10⁻⁶ Па. Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная и T - температура в кельвинах.

При давлении 1,333×10⁻⁶ Па, объеме 1 л и температуре 0°С = 273 K (0°С = 273 K), мы можем решить уравнение для определения количества молей водорода:

1,333×10⁻⁶ * 1 = n * 8,314 * 273

n ≈ 6,05×10⁻⁷ моль

Таким образом, 1 л водорода при указанных условиях содержит примерно 6,05×10⁻⁷ моль водорода. Чтобы определить количество молекул водорода, умножьте это количество на постоянное число Авогадро (примерно 6×10²³).

Поэтому количество молекул водорода в 1 л при 0°С и давлении 1,333×10⁻⁶ Па будет примерно 3,63×10¹⁷ молекул.