Mekkora a 100 mol higany térfogata? A probléma megoldásának két módja

A fizika tipikus feladata a különféle anyagok mennyiségének kiszámítása bizonyos külső körülmények között. Ezen anyagok egyike a higany, egyedülálló fizikai tulajdonságokkal rendelkező fém. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a következő fizikai feladat megoldásának módjait: mekkora a 100 mol higany térfogata?

Mi a higany?

A periódusos rendszer 80. szám alatti kémiai elemről beszélünk. A bal oldali szomszédja arany. A higanyt a HG (hydrargyrum)szimbólum jelöli. A Latin név lefordítható "folyékony ezüst". Valójában szobahőmérsékleten az elem ezüst színű folyadék formájában létezik.

A szóban forgó elem az egyetlen folyékony fém. Ez a tény az atomok egyedi elektronikus szerkezetének köszönhető. Rendkívül stabil a teljesen feltöltött elektronikus héjak miatt. Ebben a tekintetben a higany hasonló az inert gázokhoz. Az atom stabilitása az elektron elválasztásának nehézségéhez vezet. Ez utóbbi azt jelenti, hogy a Hg atomok között nincs fémkötés, csak a gyenge van der Waals erők miatt lépnek kölcsönhatásba egymással.

A higany már -39 hőmérsékleten olvad ^oC. A kapott folyadék nagyon nehéz. Sűrűsége 13 546 kg/^m3, , ami 13,5-szer több, mint a desztillált víz. Ez a sűrűségérték az elem nagy atomtömegének köszönhető, amely 200,59 a.e.m.

Később a cikkben válaszolunk arra a kérdésre, hogy mennyi 100 mol higanyt foglal el. A probléma megoldása kétféleképpen hajtható végre különböző módon.

A probléma megoldása az első módon

A kérdés megválaszolásához: "Mi a kötet 100 mól higanyból?", , hivatkoznia kell a vonatkozó kísérleti adatokra. A moláris térfogatról beszélünk. Ezek az adatok megtalálhatók a referencia irodalomban. Tehát az egyik táblázatban azt találjuk, hogy 293 K-nál (20 ^oC) a kérdéses folyékony fém moláris térfogata 14,81 cm³/ mol. Más szavakkal, 1 mól Hg Atom 14,81 cm térfogatot foglal el³. Válasz a probléma kérdése, elegendő ezt a számot 100-zal megszorozni.

Így megkapjuk a választ: a 100 mol higany térfogata 1481 cm³, ami gyakorlatilag 1,5 liternek felel meg.

Vegye figyelembe, hogy a moláris térfogat értékét 20-ra használtuk ^oC. A kapott válasz azonban gyakorlatilag nem változik, ha a higanyt bármely más hőmérsékleten figyelembe vesszük, mivel hőtágulási együtthatója nagyon kicsi.

A második megoldási módszer

Annak a kérdésnek a megválaszolásához, hogy mennyi 100 mol higany van elfoglalva, lehetséges az előzőtől eltérő megközelítés alkalmazása. Ehhez a szóban forgó fém sűrűségére és moláris tömegére vonatkozó adatokat kell használnunk.

A kezdeti képlet a probléma megoldása a következő kifejezés lesz:

6 = m / V.

Ahol kifejezhetjük a v értékét:

V = m / p.

Az anyag n = 100 mol tömegét a következőképpen határozzuk meg:

m = n * M.

Ahol M egy mól higany tömege. Ezután a kötet meghatározására szolgáló munkamódszert ebben a formában írjuk:

V = n*M/ons.

A fenti moláris tömeg értékét már megadtuk, számszerűen megegyezik az atomtömeggel, csak grammban / Molban kifejezve (M = 200,59 g / mol). A higany sűrűsége 13 546 kg/^m3 vagy 13,546 g / cm3. Ezeket az értékeket a képletbe helyettesítve kapjuk:

V = n * M / p = 100*200,59/13,546 = 1481 cm³.

Mint látható, pontosan ugyanazt az eredményt kaptuk, mint a probléma megoldásának előző módszerében.