Молекулярная физика. Молярная масса.
Молярной массой вещества М называют массу вещества, взятого в количестве 1 моль : M = m 0 N A , где m 0 — масса молекулы данного вещества.
Молярной массой вещества М называют массу вещества, взятого в количестве 1 моль:
где m0 — масса молекулы данного вещества.
Поскольку для любого тела его масса m связана с количеством молекул N в нем соотношением
то из , M = m0NA и m = m0N получим:
,
Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе. Из и получаем:
.
выражение для числа молекул в теле с массой m и молярной массой M.
Оценить массу m0 и размер a следующих молекул:
Оценить массу m0 и размер a следующих молекул: а) воды (молекулярная масса 18 а. е. м, плотность ρ = 1000 кг/м3), б) ртути (молекулярная масса 200 а. е. м, плотность ρ = 13 600 кг/м3), в) этилового спирта (молекулярная масса 46 а. е. м, плотность ρ = 790 кг/м3). решения в интернете нет. есть трудности как решить. полагаю нужно по формуле m0=M/Na ?
marsdmitri
#60326 2024-03-05 03:50 GMT
1905 сообщений
Откуда: Longueuil
Радиус молекулы воды (это задача химии) составляет около 0,9584 Ангстрема, 1 Å = 0,1 нм = 100 пм; 10 000 Å = 1 мкм
Ртуть — это металл, радиус атома 157 пикометров ( 1 пикометр равен 10 в -12 м).
Атом может образовывать ионы. У него другой радиус чем у атома. В кристаллах атом ртути может быть на разных расстояниях.
| Кристаллическая решётка ртути https://ru.wikipedia.org/?curid=13916&oldid=136433447 | |
|---|---|
| Структура решётки | ромбоэдрическая |
| Параметры решётки | a hex = 3,464; сhex = 6,708 Å |
| Отношение c/a | 1,94 |
У Этанола https://ru.wikipedia.org/?curid=9293&oldid=136147661, https://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol
размер молекулы не фиксириоован, она может сжиматься, колебаться.
Эта задача из химии. Размеры молекул, атомов определены в химии давно в экспериментах. Или же их невозможно в принципе определить.
Или вам надо подставить цифры в какую-то формулу из темодинамики и получить что-то?
Тупо поделить молярный обьем на число Авогадро и выдать цифру за размер молекулы?
Но это смешно и не совпадет с параметрами, полученными в химии. Кроме того есть 3 изотопа воды. И у каждого свой радиус.
У ртути 7 стабильных изотопов и 16 изомеров.
У некоторых радиоактивных изотопов не имеет смысла говорить о радиусе молекулы. Она радиоактивно распадается.
То ге самое для спирта.Есть множество изотопов углерода, кислорода, водорода с разным радиусом из которых состоит этанол.
Количество вещества. Моль. Молярная Масса. Формула
Количество вещества применяться для измерения макроскопических количеств веществ во многих естественных науках таких как, физика, химия, при изучении электролиза, в термодинамика, описывающая состояние идеального газа. Так как молекулы взаимодействуют независимо от их массы в количествах, кратным целым числам, то при описании химических реакций, использовать количества вещества удобнее, чем массу. Для того, чтобы понять, что такое количества вещества в химии, отметим, что у величины есть своя единица измерения.
Определение, единицы измерения, обозначение
Число аналогичных структурных единиц, содержащих в веществе (атомов, электронов, молекул, ионов и других частиц) и есть физическая величина — количество вещества. По международной системе единиц (СИ) измеряется количество вещества в [моль], [кмоль], [ммоль], при использовании в расчетах, обозначается как n (эн).
Применение, значение
В химии при написании химических уравнений, после знакомства законом постоянства массы веществ, становится понятно как использовать величину количества вещества и понятно ее значение. Например, в реакции горения водорода, его требуется 2 к 1 значению кислорода. Зная массу водорода, можно получить количества вещества кислорода, участвующего в реакции горения.
В реальных опытах вместо количества вещества «в штук» используют единицу измерения [моль]. Это сокращает соотношение исходных реактивов и упрощает вычисления. Фактически в 1 моле количество единиц вещества содержится 6 ·1023 моль −1 , что называться число Авогадро [NA].
Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса, т.е отношение массы вещества к количеству к количеству молей этого вещества:
где m — масса вещества, M — молярная масса вещества.
Молярная масса измерятся в [ г/моль].
Также молярная масса может быть найдена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро.
Количество вещества газообразного определяют на основе его объема:
где где V — объём газа при нормальных условиях, а Vm — молярный объем газа при тех же условиях, равный 22,4 л/моль по закону Авогадро.
Подводя итоги всех расчетов, можно вывести общую формулу для количества вещества:
Вычисления
Чтобы точнее понять, что такое количество вещества, решим простейшие задачи: какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке, массой m = 5,4 кг?
При решении это задачи следует помнить, что молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, для нахождения которой понадобится таблица Менделеева, округляя значения: μ = 2,7 ⋅ 10-2 кг/моль.
Таким образом, количество вещества находим путем простых вычислений:
n = m/μ = 5,4 кг/ 2,7 ⋅ 10-2 кг/моль = 2⋅ 10-2 моль.
В физике также используется данная величина. Она нужна в молекулярной физике, где проводятся вычисления давления, объема газообразных веществ по уравнению Менделеева-Клапейрона:
Если m0 – масса одной молекулы газа, N – общее число молекул газа, а NА – число Авогадро
Если \(m_0\) – масса одной молекулы газа, \(N\) – общее число молекул газа, а \(N_А\) – число Авогадро, то какая формула позволяет правильно рассчитать молярную массу газа?
Задача №4.1.62 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
Решение задачи:
Количества вещества \(\nu\) можно определять по двум следующим формулам:
Массу газа \(m\) можно найти как произведение массы одной молекулы \(m_0\) на число молекул \(N\). С учетом этого изменим первую формулу в системе и получим:
Ответ: \(\).
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.