Каково давление газа межзвездного пространства при температуре 125 К, где содержится примерно 1 атом водорода в 1 см3?

Тема: Давление газа в межзвездном пространстве

Пояснение: Давление газа в межзвездном пространстве можно рассчитать, используя идеальный газовый закон. Идеальный газовый закон утверждает, что давление P, объем V и температура T газа связаны следующим образом:

P * V = n * R * T,

где n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная.

Для этой задачи нам дано количество атомов водорода, содержащихся в 1 см3 межзвездного пространства. Однако нам нужно знать количество молекул газа. Для перехода от количества атомов к количеству молекул можно использовать Авогадро число, которое равно примерно 6.022 · 10^23 молекул на моль. Таким образом, мы можем найти количество молекул водорода:

количество молекул = количество атомов / Авогадро число.

После этого можно использовать идеальный газовый закон для вычисления давления газа.

Например:
Дано:
Температура T = 125 К,
Количество атомов водорода = 1 атом/см3.

Решение:
1. Найти количество молекул водорода:
количество молекул = количество атомов / Авогадро число = 1 / (6.022 · 10^23) = приблизительно 1.660 · 10^(-24) молекул.

2. Используя идеальный газовый закон:
P * V = n * R * T,
где V = 1 см3, R - универсальная газовая постоянная.

P = (n * R * T) / V = (1.660 · 10^(-24) * R * 125) / 1 = приблизительно 2.074 · 10^(-23) Па.

Ответ: Давление газа в межзвездном пространстве при температуре 125 К и содержащем примерно 1 атом водорода в 1 см3 составляет приблизительно 2.074 · 10^(-23) Па.

Совет: Чтение и изучение идеального газового закона и Авогадро числа поможет вам лучше понять, какие факторы влияют на давление газа и как его вычислить.

Практика: Каково давление газа воздуха при температуре 20 °C, если содержится 2 молекулы кислорода в 1 литре воздуха? (Универсальная газовая постоянная R = 0.0821 атм·л/моль·К)