Чтобы определить, в каком стакане больше атомов — в стакане воды или в стакане ртути, нужно сначала рассчитать массу каждой жидкости и затем количество атомов в каждой из них.
Определим объем стакана. Предположим, что объем стакана составляет 1 литр (1000 см³).
Рассчитаем массу воды:
- Плотность воды: 1000 кг/м³.
- Объем воды: 1 литр = 0,001 м³.
- Масса воды = плотность × объем = 1000 кг/м³ × 0,001 м³ = 1 кг.
Рассчитаем массу ртути:
- Плотность ртути: 13600 кг/м³.
- Масса ртути = плотность × объем = 13600 кг/м³ × 0,001 м³ = 13,6 кг.
Теперь найдем количество молей и атомов:
Для воды (H₂O): молекулярная масса = 18 г/моль.
- В 1 кг воды = 1000 г, количество молей = 1000 г / 18 г/моль ≈ 55,56 моль.
- В одном моле содержится \( 6,022 \times 10^{23} \) молекул (число Авогадро).
- Итак, количество молекул воды ≈ 55,56 моль × \( 6,022 \times 10^{23} \) ≈ \( 3,34 \times 10^{25} \) молекул.
- Каждая молекула воды содержит 3 атома (2 водорода и 1 кислород), поэтому общее количество атомов воды ≈ \( 3,34 \times 10^{25} \) молекул × 3 ≈ \( 1,00 \times 10^{26} \) атомов.
Для ртути (Hg): атомная масса ≈ 200 г/моль.
- В 13,6 кг ртути = 13600 г, количество молей = 13600 г / 200 г/моль = 68 моль.
- Количество атомов ртути ≈ 68 моль × \( 6,022 \times 10^{23} \) ≈ \( 4,09 \times 10^{25} \) атомов.
Сравним количество атомов:
- Атомы воды: ≈ \( 1,00 \times 10^{26} \)
- Атомы ртути: ≈ \( 4,09 \times 10^{25} \)
Теперь мы можем рассчитать, во сколько раз атомов в стакане воды больше, чем в стакане ртути: \[ \frac{1,00 \times 10^{26}}{4,09 \times 10^{25}} \approx 2,45 \]
Таким образом, в стакане воды атомов примерно в 2,45 раза больше, чем в стакане ртути.