Как решить задачу по химии. V(H2O)=50 мл q(H2O)=1г/моль m(C12H22O11)=5гр. Найти U=? N(C12H22O11)-? N-?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нам необходимо определить количество вещества воды (N(H2O)), количество молекул сахара (N(C12H22O11)), количество молекул воды в системе (N) и внутреннюю энергию системы (U).

Начнем с определения количества молекул воды:
N(H2O) = m / M,
где m - масса воды, M - молярная масса воды.
m = 50 мл = 50 г (плотность воды равна 1 г/мл),
M(H2O) = 18 г/моль.
Тогда N(H2O) = 50 г / 18 г/моль ≈ 2,78 моль.

Определим количество молекул сахара:
N(C12H22O11) = m / M,
где m - масса сахара, M - молярная масса сахара.
m(C12H22O11) = 5 г,
M(C12H22O11) ≈ 342,3 г/моль (молярная масса сахара).
Тогда N(C12H22O11) = 5 г / 342,3 г/моль ≈ 0,015 моль.

Теперь найдем общее количество молекул в системе:
N = N(H2O) + N(C12H22O11) ≈ 2,78 моль + 0,015 моль = 2,795 моль.

Наконец, определим внутреннюю энергию системы:
U = q(H2O) N(H2O) + q(C12H22O11) N(C12H22O11),
где q(H2O) и q(C12H22O11) - удельная теплоемкость для воды и сахара соответственно.
Предположим, что теплоемкость воды и сахара одинакова и равна 4,18 Дж/гК.
Тогда U = 4,18 Дж/гК 1 г/моль 2,78 моль + 4,18 Дж/гК 0,015 моль ≈ 12,05 Дж.

Для определения количества частиц (N) нужно учесть, что молекулы воды в системе есть N(H2O) N_A, где N_A - постоянная Авогадро (6.022 10^23 моль^-1).
Тогда N = N(H2O) N_A + N(C12H22O11) N_A ≈ 2,78 моль 6.022 10^23 моль^-1 + 0,015 моль 6.022 10^23 моль^-1 ≈ 1,679 * 10^24 частиц.