Чтобы рассчитать количество молекул в 2 г газа, сначала необходимо использовать формулу для средней квадратичной скорости молекул:
\[ v_{ср.кв.} = \sqrt{\frac{3RT}{M}} \]
где:
- \( v_{ср.кв.} \) — средняя квадратичная скорость молекул (в м/с),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
- \( T \) — температура в кельвинах (К),
- \( M \) — молярная масса газа (в г/моль).
Сначала преобразуем температуру из Цельсия в Кельвины:
\[ T = 13°С + 273.15 = 286.15 \, K \]
Теперь подставим в формулу известные значения:
\[ 512 = \sqrt{\frac{3 \cdot 8.314 \cdot 286.15}{M}} \]
Чтобы найти \( M \), возведём обе стороны в квадрат:
\[ 512^2 = \frac{3 \cdot 8.314 \cdot 286.15}{M} \] \[ 262144 = \frac{3 \cdot 8.314 \cdot 286.15}{M} \] \[ M = \frac{3 \cdot 8.314 \cdot 286.15}{262144} \]
Теперь проведем вычисления:
\[ M \approx \frac{3 \cdot 8.314 \cdot 286.15}{262144} \approx \frac{7158.146}{262144} \approx 0.0273 \, г/моль \]
Теперь мы можем найти количество молей в 2 г данного газа:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{2 \, г}{0.0273 \, г/моль} \approx 73.5 \, моль \]
Теперь, чтобы найти количество молекул, используем число Авогадро ( \( N_A \approx 6.022 \times 10^{23} \) молекул/моль):
\[ N = n \cdot N_A = 73.5 \, моль \cdot 6.022 \times 10^{23} \, молекул/моль \] \[ N \approx 4.42 \times 10^{25} \, молекул \]
Таким образом, количество молекул в 2 г газа при условиях задачи составляет примерно \( 4.42 \times 10^{25} \) молекул.