Чтобы рассчитать объем газа, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT ]
где:
- ( P ) — давление (в Паскалях),
- ( V ) — объем (в кубических метрах),
- ( n ) — количество вещества (в молях),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (приблизительно ( 8.31 , \text{Дж/(моль·К)} )),
- ( T ) — температура (в Кельвинах).
При стандартных условиях (давление 101325 Па и температура 273.15 К) 1 моль любого идеального газа занимает объем 22.4 литра.
Для 0.25 моль водорода объем можно рассчитать так:
[
V = n \cdot V_m
]
где ( V_m = 22.4 , \text{л} ) — молярный объем газа при стандартных условиях.
Подставляем значения:
[
V = 0.25 , \text{моль} \cdot 22.4 , \text{л/моль} = 5.6 , \text{л}
]
Теперь найдем количество молекул водорода. Для этого воспользуемся числом Авогадро, которое равно примерно ( 6.022 \times 10^{23} ) молекул на моль.
Количество молекул рассчитывается по формуле:
[
N = n \cdot N_A
]
где ( N_A ) — число Авогадро.
Подставляем значения:
[
N = 0.25 , \text{моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} , \text{молекул/моль} \approx 1.5075 \times 10^{23} , \text{молекул}
]
Таким образом, 0.25 моль водорода занимает объем 5.6 литров и содержит примерно ( 1.51 \times 10^{23} ) молекул.
