Ποιος είναι ο αριθμός των μορίων σε ένα αέριο όγκου μονάδας;

Ο αριθμός των μορίων σε έναν όγκο μονάδας αερίου ονομάζεται πυκνότητα αριθμού , συχνά υποδηλώνεται από το σύμβολο n . Είναι μια βασική ιδέα στη στατιστική μηχανική και τη θερμοδυναμική και μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

n =n/v

όπου:

* n είναι η πυκνότητα αριθμού (μόρια ανά όγκο μονάδας)

* n είναι ο συνολικός αριθμός μορίων

* V είναι ο τόμος

Εδώ είναι πώς να καταλάβετε αυτό:

* Ιδανικός νόμος αερίου: Για ένα ιδανικό αέριο, η πυκνότητα αριθμού μπορεί να σχετίζεται με την πίεση (P), τη θερμοκρασία (t) και τη σταθερά Boltzmann (k _b ) Χρήση του ιδανικού νόμου περί αερίου:

* p =n k b T

* Νόμος του Avogadro: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι ίσοι όγκοι αερίων στην ίδια θερμοκρασία και πίεση περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων. Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητα αριθμού είναι η ίδια για διαφορετικά ιδανικά αέρια υπό τις ίδιες συνθήκες.

Για να υπολογίσετε την πυκνότητα αριθμού, πρέπει να γνωρίζετε:

* Ο αριθμός των μορίων: Μπορείτε να βρείτε αυτό από τη μάζα του αερίου, τη μοριακή μάζα και τον αριθμό του Avogadro (6.022 x 10 23 μόρια ανά mole).

* Η ένταση: Αυτός είναι ο όγκος που καταλαμβάνει το αέριο.

Παράδειγμα:

Ας πούμε ότι έχετε 1 γραμμάριο αέριο αζώτου (n ₂ ) σε θερμοκρασία δωματίου (25 ° C ή 298 Κ) και ατμοσφαιρική πίεση (1 atm).

1. Βρείτε τον αριθμό των moles:

* Μοριακή μάζα n 2 =28 g/mol

* Αριθμός moles =(1 g) / (28 g / mol) =0,0357 mol

2. Υπολογίστε τον αριθμό των μορίων:

* Αριθμός μορίων =(0.0357 mol) * (6.022 x 10 23 Μόρια/mol) =2.15 x 10 22 μόρια

3. Βρείτε την ένταση:

* Χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο περί αερίου (PV =NRT) και μετατρέποντας την πίεση σε Pascals και τον όγκο σε κυβικά μέτρα, μπορείτε να βρείτε τον όγκο να είναι περίπου 0,0024 m ³ .

4. Υπολογίστε την πυκνότητα αριθμού:

* Πυκνότητα αριθμού (n) =(2.15 x 10 22 Μόρια) / (0.0024 m 3 ) =8.96 x 10 24 Μόρια/m 3

Συνοπτικά:

Η πυκνότητα αριθμού είναι μια θεμελιώδη ποσότητα που περιγράφει τη συγκέντρωση μορίων σε ένα αέριο. Σχετίζεται με άλλες σημαντικές παραμέτρους όπως η πίεση, η θερμοκρασία και ο όγκος. Η πυκνότητα αριθμού είναι μια κρίσιμη έννοια στην κατανόηση της συμπεριφοράς των αερίων και των αλληλεπιδράσεών τους με άλλα συστήματα.