Сверхвысокий вакуум определяется как область состояния газа, давление которого ниже чем 10^(-6)Па. Сколько молекул газа содержится в объеме 1см^3 при указанном давлении и температуре 27*C?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для ответа на этот вопрос, необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

Где
P - давление газ
V - объем газ
n - количество молекул газ
R - универсальная газовая постоянна
T - температура газа

Для расчета количества молекул газа, сначала пересчитаем давление в Па:

10^(-6) Па = 10^(-6) * 100000 Па = 0,0001 Па

Теперь переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

T(K) = T(°C) + 273,1
T = 27 + 273,15 = 300,15 K

Также укажем универсальную газовую постоянную в удобных для нас единицах:

R = 8,31 Дж/(моль*К)

Теперь подставим все значения в уравнение и найдем количество молекул газа:

0,0001 0,000001 = n 8,31 * 300,15

n = (0,0001 0,000001) / (8,31 300,15) = 4,12 * 10^(-13) моль

Так как 1 моль газа содержит 6,022 10^(23) молекул, то в 4,12 10^(-13) моль газа содержится:

4,12 10^(-13) 6,022 10^(23) = 2,48 10^(11) молекул

Таким образом, в объеме 1 см^3 при указанном давлении и температуре содержится приблизительно 2,48 * 10^(11) молекул газа.