Вода,находившаяся в стакане емкостью 250 см в кубе,полностью испарилась через 25 суток.Сколько молекул воды в среднем вылетало с ее поверхности за сутки:за секунду?
Для того чтобы найти количество молекул воды, которое испарилось за сутки, нужно использовать формулу Клапейрона-Клаузиуса:
m = (P A sqrt(2 pi M k T)) / sqrt(R * T)
где: m - количество молекул, P - давление насыщенного пара, A - площадь поверхности жидкости, M - молекулярная масса воды, k - постоянная Больцмана, T - температура в кельвинах, R - универсальная газовая постоянная.
Для воды M = 18 г/моль, k = 1.38 10^-23 Дж/К, R = 8.314 Дж/(мольК).
Температуру можно принять за комнатную, примерно 300 К.
Площадь поверхности можно выразить через объем:
A = 4 * (V/3)^(2/3)
Тогда:
A = 4 * (250/3)^(2/3) ≈ 73.89 см^2
Теперь можем подставить все значения и найти количество молекул воды:
P = 2339.8 Па (по данным насыщенного пара воды при 25°C) m = (2339.8 73.89 sqrt(2 pi 18 1.38 10^-23 300)) / sqrt(8.314 300) ≈ 1.03 * 10^17 молекул
Чтобы найти количество молекул, вылетающих в секунду, нужно разделить это значение на количество секунд в сутках (86400):
1.03 10^17 / 86400 ≈ 1.19 10^12 молекул воды вылетает в секунду.
Для того чтобы найти количество молекул воды, которое испарилось за сутки, нужно использовать формулу Клапейрона-Клаузиуса:
m = (P A sqrt(2 pi M k T)) / sqrt(R * T)
где:
m - количество молекул,
P - давление насыщенного пара,
A - площадь поверхности жидкости,
M - молекулярная масса воды,
k - постоянная Больцмана,
T - температура в кельвинах,
R - универсальная газовая постоянная.
Для воды M = 18 г/моль, k = 1.38 10^-23 Дж/К, R = 8.314 Дж/(мольК).
Температуру можно принять за комнатную, примерно 300 К.
Площадь поверхности можно выразить через объем:
A = 4 * (V/3)^(2/3)
Тогда:
A = 4 * (250/3)^(2/3) ≈ 73.89 см^2
Теперь можем подставить все значения и найти количество молекул воды:
P = 2339.8 Па (по данным насыщенного пара воды при 25°C)
m = (2339.8 73.89 sqrt(2 pi 18 1.38 10^-23 300)) / sqrt(8.314 300) ≈ 1.03 * 10^17 молекул
Чтобы найти количество молекул, вылетающих в секунду, нужно разделить это значение на количество секунд в сутках (86400):
1.03 10^17 / 86400 ≈ 1.19 10^12 молекул воды вылетает в секунду.