Зовнішнє незалежне оцінювання - комплексне видання
Частина ІІ ПРИЙОМИ РОЗВЯЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ
МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА
1. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНОЇ ТЕОРІЇ
1.1. Задачі на визначення маси та кількості молекул (див. п. 1.2, 1.3, с. 59)
1.1.1. У балоні міститься 9 1021 молекул газу. Унаслідок підвищення температури кожна третя молекула розпалася на два атоми. Визначте кількість речовини у балоні після підвищення температури. Вважайте, що число Авогадро дорівнює 6 ∙ 1023 моль-1.
А |
Б |
В |
Г |
0,005 моль |
0,02 моль |
1,5 моль |
50 моль |
Розв'язання
У балоні було N0 = 9 ∙ 1021 молекул. Розпалася кожна третя молекула, тобто 3 ∙ 1021 молекул. Кожна з них розпалася на два атоми, отже, утворилося 6 ∙ 1021 частинок.
Не розпалося: 9 ∙ 1021 - 3 ∙ 1021 = 6 ∙ 1021 (молекул).
Отже, усього у балоні стало: N = 6 ∙ 1021 + 6 ∙ 1021 = 12 ∙ 1021 (частинок).
В одному молі містіться NA = 6 ∙ 1022 частинок, а ми маємо 12 ∙ 1021. Отже, усередині балону менш ніж 1 моль речовини.
Кількість молів: v = 
= 
= 2 ∙ 10-2 = 0,02 (моль).
Відповідь: А.
Під час розв'язування подібних задач насамперед слід чітко розуміти поняття моля.
Один моль будь-якої речовини містіть 6 ∙ 1023 частинок (молекул, атомів, йонів). Це число Авогадро:
NA = 6 ∙ 1023 моль-1 .
Щоб визначити кількість молів V (кількість речовини), треба загальну кількість частинок N розділити на кількість частинок в одному молі
(NA) = .
1.1.2, У кімнаті об'ємом 20 м3 густина водяної пари дорівнює 6 г/м3. Визначте кількість молекул водяної пари у кімнаті. Молярна маса води дорівнює 18 . 10-3 кг/моль. Вважайте, що число Авогадро дорівнює 6 ∙ 1023 моль-1.
Розв'язання
Кількість молекул можна знайти, якщо загальну масу речовини розділити на масу однієї молекули:
N = 
= 
.
Пам'ятайте, що молярна маса М — цe маса 6 ∙ 1023 молекул, тобто маса одного моля.
Якщо ми маємо певну речовину (а не суміш), і знаємо її молярну масу М, то для визначення маси m0 однієї молекули треба масу одного моля (М) поділити на 6 ∙ 1023 (NA):
m0 = 
.
Масу однієї молекули знайдемо, знаючи масу одного моля і кількість молекул у молі: m0 = .
Остаточно маємо:
N = 
= 
= 
= 4 ∙ 1024.
Відповідь: 4 ∙ 1024.
Цю формулу не обов'язково пам'ятати, її треба розуміти. Ми ж не користуємось формулою для визначення маси однієї цукерки, якщо відомі маса пакетика цукерок і їх кількість у пакетику.
Задачі для самостійного розв'язання
1.1.3.* Яка кількість молекул міститься у чотирьох молях води Н2О? Вважайте, що число Авогадро дорівнює 6 ∙ 1023 моль-1.
A |
Б |
В |
Г |
3 ∙ 1023 |
6 ∙ 1023 |
12 ∙ 1023 |
24 ∙ 1023 |
1.1.4. Знайдіть відношення об'єму тіла, виготовленого з алюмінію, до об'єму тіла, виготовленого зі срібла, якщо:
а) кількість атомів в обох тілах однакова;
б) маса тіл однакова.
Вважайте, що молярна маса алюмінію дорівнює 27 ∙ 10-3 кг/моль, молярна маса срібла — 108 ∙ 10-3 кг/моль, густина алюмінію — 2,7 ∙ 103 кг/м3, густина срібла — 10,8 ∙ 103 кг/м3.