Какое газообразное вещество содержит 4,816⋅1024 протонов в 11,2 л при н.у.? Запишите его русское название в поле

Звездопад_3594

6

Одним из газообразных веществ, которое содержит указанное количество протонов и обладает указанным объемом при нормальных условиях (н.у.), является азот (N2).

Для объяснения этого ответа вам потребуется некоторое знание о структуре атомов и молекул. Протоны - это элементарные частицы, обладающие положительным электрическим зарядом, и они находятся в ядре атома. В случае азота, его атом содержит 7 протонов в своем ядре. Но в данной задаче речь идет о количестве протонов для всего объема газа.

Молярный объем газа при н.у. составляет около 22,4 литра на моль. Но в задаче у нас указан объем в литрах, поэтому нам потребуется преобразование. Для этого мы используем уравнение Ван-дер-Ваальса:

\[ V = n \cdot \left( V_m - \frac{{n \cdot b}}{{V_m}} \right), \]

где V - объем газа в литрах, n - количество молей газа, \(V_m\) - молярный объем газа при н.у., b - постоянная Ван-дер-Ваальса.

Молярный объем газа при н.у. равен 22,4 л/моль, поэтому мы получим следующее уравнение:

\[ 11,2 = n \cdot \left( 22,4 - \frac{{n \cdot b}}{{22,4}} \right). \]

Мы хотим найти количество протонов в газе, поэтому нам нужно найти количество молей газа. Для этого мы используем стандартную формулу для массы:

\[ m = M \cdot n, \]

где m - масса газа, M - молярная масса газа, n - количество молей газа.

Для азота молярная масса составляет около 28 г/моль, что равно массе одной моли азота. Теперь мы можем написать следующее уравнение:

\[ m = 28 \cdot n. \]

Мы можем найти количество молей, разделив массу на молярную массу:

\[ n = \frac{{m}}{{28}}. \]

Теперь мы можем заменить n в первом уравнении:

\[ 11,2 = \frac{{m}}{{28}} \cdot \left( 22,4 - \frac{{\frac{{m}}{{28}} \cdot b}}{{22,4}} \right). \]

Решая это уравнение относительно m, мы можем найти массу газа. Этот подход даст нам наиболее точный ответ на задачу. Мы можем использовать численные методы, чтобы получить значение около 22,4 г.

Зная массу газа, мы можем проследить обратно, чтобы найти количество протонов. Нитроген (азот) имеет атомную массу около 14, и каждый атом азота имеет 7 протонов. Таким образом, мы можем умножить массу на протонную массу, чтобы получить количество протонов:

\[ \text{{количество протонов}} = m \cdot 7. \]

Подставляя значение массы газа из предыдущего шага, мы получаем следующий ответ:

\[ \text{{количество протонов}} = 22,4 \cdot 7 = 156,8. \]

Обратите внимание, что эта величина не соответствует заданному количеству протонов в задаче, поэтому азот (N2) не является ответом. Таким образом, в данном случае нам неизвестно, какое газообразное вещество содержит указанное количество протонов в заданном объеме при н.у.

Пожалуйста, обратитесь за дополнительной информацией или задайте более конкретный вопрос, если у вас возникли дополнительные трудности.