2018-06-15
Одна треть молекул азота массой $m = 10 г$ распалась на атомы. Определить полное число $N$ частиц, находящихся в газе.
Решение:
Полное число частиц получившегося газа: $N = N_{a} + N_{m}$, где $N_{a}$ - число атомов, образовавшихся при распаде молекул; $N_{m}$ - число оставшихся молекул
По условию на атомы распалась треть молекул азота. Т.к. молекула содержит 2 атома, то
$N_{a} = 2 \frac{1}{3} N_{0}$, где $N_{0} = \frac{m}{ \mu} N_{A}$ - первоначальное число молекул азота; $m$ - масса; $\mu$ - молекулярная масса; $N_{A}$ - постоянная Авогадро
Таким образом, $N_{a} = \frac{2}{3} \frac{m}{ \mu} N_{A}$
Число оставшихся молекул азота
$N_{m} = N_{0} - \frac{1}{3}N_{0} = \frac{2}{3}N_{0} = \frac{2}{3} \frac{m}{ \mu} N_{A}$
Следовательно
$N = N_{a} + N_{m} = \frac{2}{3} \frac{m}{ \mu} N_{A} + \frac{2}{3} \frac{m}{ \mu} N_{A} = \frac{4}{3} \frac{m}{ \mu} N_{A}$
Молярная масса азота: $\mu = 0,028 \frac{кг}{моль}$
$N = \frac{4}{3} \frac{0,01}{0,028} 6,02 \cdot 10^{23} = 2,87 \cdot 10^{23}$