Задача: определить количество молекул воды в капле объёмом 50 мм³.
Ключевые данные и допущения:
- Плотность воды около 1 г/см³ (при обычной температуре). Это позволяет перевести объём в массу: m = ρV.
- Масса молекулы H2O: по набору атомных масс O ~ 16, H ~ 1, тогда молярная масса воды M(H2O) ≈ 2·1 + 16 = 18 г/моль.
- Для количества молекул используем число Авогадро NA ≈ 6.022×10^23 молекул/моль.
Пошаговое решение:
- Преобразование объёма
- 50 мм³ = 0.05 см³ (поскольку 1 см³ = 1000 мм³).
- Масса капли
- ρ воды ≈ 1 г/см³.
- m = ρ × V = 1 г/см³ × 0.05 см³ = 0.05 г.
- Число молей воды
- M(H2O) ≈ 18 г/моль.
- n = m / M = 0.05 г / 18 г/моль ≈ 0.002777… моль.
- Количество молекул
- N = n × NA ≈ 0.002777… моль × 6.022×10^23 молекул/моль ≈ 1.67×10^21 молекул.
Ответ: Приблизительно 1.7×10^21 молекул воды содержатся в капле объёмом 50 мм³ (при нормальных условиях, плотность воды ≈ 1 г/см³ и молярная масса воды ≈ 18 г/моль).
Примечание: небольшие изменения температуры могут слегка изменить плотность воды и, соответственно, результат на доли процента.