ปรอท 100 โมลมีปริมาตรเท่าไร ? สองวิธีในการแก้ปัญหา

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

งานทั่วไปในวิชาฟิสิกส์คือการคำนวณปริมาตรของสารต่างๆ ภายใต้สภาวะภายนอกบางอย่าง หนึ่งในสารเหล่านี้คือปรอท ซึ่งเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติทางกายภาพเฉพาะตัว ในบทความนี้ เราจะพิจารณาวิธีแก้ปัญหาในงานฟิสิกส์ต่อไปนี้: ปรอท 100 โมลครอบครองปริมาตรเท่าใด

ปรอทคืออะไร

นี่คือองค์ประกอบทางเคมีภายใต้หมายเลข 80 ในตารางธาตุ ข้างซ้ายเป็นทอง ปรอทแสดงด้วยสัญลักษณ์ Hg (ไฮดราไจรัม) ชื่อภาษาละตินสามารถแปลว่า "เงินเหลว" แท้จริงแล้ว ที่อุณหภูมิห้อง องค์ประกอบนั้นมีอยู่ในรูปของเหลวซึ่งมีสีเงิน

ธาตุที่เป็นปัญหาคือโลหะเหลวชนิดเดียว ข้อเท็จจริงนี้เกิดจากโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ของอะตอม มีความเสถียรสูงเนื่องจากมีเปลือกอิเล็กตรอนเต็ม ในเรื่องนี้ปรอทจะคล้ายกับก๊าซเฉื่อย ความเสถียรของอะตอมนำไปสู่ความยากลำบากในการแยกอิเล็กตรอนออกจากมัน แบบหลังหมายความว่าไม่มีพันธะโลหะระหว่างอะตอม Hg พวกมันโต้ตอบกันเนื่องจากแรง Van der Waals ที่อ่อนแอเท่านั้น

ปรอทละลายแล้วที่ -39 ^oC. ของเหลวที่ได้จะมีน้ำหนักมาก ความหนาแน่น 13,546 กก./ม.^{3 ซึ่งมากกว่าน้ำกลั่น 13.5 เท่า ค่าความหนาแน่นนี้เกิดจากมวลอะตอมของธาตุที่มีค่ามาก ซึ่งก็คือ 200.59 น.}

เพิ่มเติมในบทความ เราจะตอบคำถามว่าปรอท 100 โมลครอบครองปริมาตรเท่าใด ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้สองวิธี

วิธีแก้ปัญหาแบบแรก

ในการตอบคำถาม: "ปรอท 100 โมลเป็นเท่าใด" ให้อ้างอิงถึงข้อมูลการทดลองที่เกี่ยวข้อง มันเกี่ยวกับปริมาตรของฟันกราม ข้อมูลดังกล่าวสามารถพบได้ในเอกสารอ้างอิง ดังนั้น ในตารางใดตารางหนึ่ง เราพบว่าที่ 293 K (20 ^oC) ปริมาตรโมลาร์ของโลหะเหลวที่เป็นปัญหาคือ 14.81 ซม.³ /โมล กล่าวอีกนัยหนึ่ง อะตอม Hg 1 โมลมีปริมาตร 14.81 ซม.^{3 เพื่อตอบคำถามของปัญหาก็เพียงพอที่จะคูณตัวเลขนี้ด้วย 100}

ดังนั้น เราได้คำตอบ: ปริมาตร 100 โมลของปรอท เท่ากับ 1481 ซม.3 ซึ่งในทางปฏิบัติจะเท่ากับ 1.5 ลิตร

หมายเหตุ เราใช้ค่าปริมาตรของฟันกรามเป็น 20 oC อย่างไรก็ตาม คำตอบที่ได้รับจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก หากพิจารณาว่าปรอทอยู่ภายใต้สิ่งอื่นใดอุณหภูมิเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีขนาดเล็กมาก

วิธีที่สอง

ตอบคำถามว่าปรอท 100 โมลใช้ปริมาณเท่าใดโดยใช้วิธีการที่แตกต่างจากวิธีก่อนหน้า ในการทำเช่นนี้ เราจำเป็นต้องใช้ข้อมูลความหนาแน่นและมวลโมลาร์สำหรับโลหะที่เป็นปัญหา

สูตรเริ่มต้นสำหรับการแก้ปัญหาจะเป็นนิพจน์ต่อไปนี้:

ρ=m/V.

แสดงค่าของ V ได้ที่ไหน:

V=ม/ρ.

มวล n=100 โมลของสารถูกกำหนดดังนี้:

m=nM.

โดยที่ M คือมวลของปรอทหนึ่งโมล จากนั้นสูตรการทำงานสำหรับกำหนดปริมาตรจะถูกเขียนดังนี้:

V=nM/ρ.

ค่ามวลโมลาร์ที่เราให้ไว้ข้างต้นนั้น เป็นตัวเลขเท่ากับมวลอะตอม แสดงเป็นกรัมต่อโมลเท่านั้น (M=200, 59 ก./โมล) ความหนาแน่นของปรอทอยู่ที่ 13,546 กก./ม.³ หรือ 13.546 ก./ซม.^{3 เราแทนค่าเหล่านี้ลงในสูตร เราได้}

V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.

อย่างที่คุณเห็น เราได้ผลลัพธ์ที่เหมือนกันทุกประการกับวิธีการแก้ปัญหาก่อนหน้านี้