Газ массой 10 кг, молекулы которого состоят из атомов водорода и углерода, содержит 3,76-1026 молекул. Какова масса атомов углерода и водорода, входящих в молекулу этого газа?
Что это за газ?
Физика 10 класс Молекулярная физика и термодинамика
Для решения этой задачи начнем с определения массы одной молекулы газа, используя данные о количестве молекул и общей массе газа.
Дано:
Сначала найдем массу одной молекулы газа. Для этого используем формулу:
масса одной молекулы = общая масса / количество молекул
Подставим значения:
масса одной молекулы = 10 кг / (3,76 * 10^26 молекул)
Теперь переведем 10 кг в граммы, так как 1 кг = 1000 г:
10 кг = 10000 г
Теперь подставим в формулу:
масса одной молекулы = 10000 г / (3,76 * 10^26)
Теперь рассчитаем массу одной молекулы:
масса одной молекулы ≈ 2,66 * 10^-23 г
Теперь мы знаем массу одной молекулы газа. Далее, чтобы определить состав молекулы, предположим, что молекулы газа состоят из атомов водорода (H) и углерода (C). Пусть в одной молекуле содержится x атомов углерода и y атомов водорода. Тогда масса молекулы может быть выражена следующим образом:
масса молекулы = x * масса атома углерода + y * масса атома водорода
Массы атомов:
Теперь мы можем записать уравнение:
2,66 * 10^-23 г = x * 12 г/моль + y * 1 г/моль
Так как мы не знаем точные значения x и y, предположим, что это может быть газ, состоящий из одной молекулы углеводорода, например, метана (CH4). В этом случае:
Теперь подставим в уравнение:
масса молекулы метана = 1 * 12 г + 4 * 1 г = 12 г + 4 г = 16 г
Теперь сравним массу молекулы метана с ранее найденной массой одной молекулы газа:
16 г = 1,6 * 10^-2 кг (переведем в кг для сравнения)
Таким образом, мы видим, что масса одной молекулы метана (CH4) близка к найденной массе одной молекулы газа.
Ответ: Газ, скорее всего, является метаном (CH4). Масса атомов углерода и водорода в молекуле метана составляет 12 г (углерод) и 4 г (водород).