Номер 2, страница 16 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

2. Предложите способ определения числа частиц в кусочке мела ($CaCO_3$).

Оборудование: кусочек мела, электронные весы.

Для определения числа частиц (формульных единиц) в кусочке мела ($CaCO_3$), имея в распоряжении указанное оборудование, необходимо выполнить следующие действия:

Дано:

Кусочек мела (состоящий из карбоната кальция $CaCO_3$)

Электронные весы

Масса кусочка мела: $m$

Найти:

Число частиц (формульных единиц) $N$ в кусочке мела.

Решение:

Предлагаемый способ основан на использовании понятий молярной массы вещества и числа Авогадро. Алгоритм состоит из нескольких шагов.

1. С помощью электронных весов необходимо измерить массу $m$ предоставленного кусочка мела. Результат измерения обычно получают в граммах (г).

2. Далее следует рассчитать молярную массу $M$ карбоната кальция ($CaCO_3$). Для этого используются значения относительных атомных масс химических элементов из Периодической таблицы Д. И. Менделеева:

$A_r(Ca) \approx 40.08$
$A_r(C) \approx 12.01$
$A_r(O) \approx 16.00$

Молярная масса соединения вычисляется как сумма атомных масс входящих в него элементов с учетом их количества:

$M(CaCO_3) = A_r(Ca) + A_r(C) + 3 \times A_r(O) \approx 40.08 + 12.01 + 3 \times 16.00 = 100.09 \text{ г/моль}$

3. Зная массу вещества и его молярную массу, можно найти количество вещества $\nu$ (в молях):

$\nu = \frac{m}{M}$

4. Число частиц $N$ в образце связано с количеством вещества через постоянную Авогадро $N_A$, которая показывает количество частиц в одном моле любого вещества ($N_A \approx 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$).

$N = \nu \times N_A$

Объединяя две последние формулы, получаем итоговое выражение для нахождения числа частиц в кусочке мела:

$N = \frac{m}{M} \times N_A$

Ответ:

Для определения числа частиц в кусочке мела необходимо сначала измерить его массу $m$ с помощью электронных весов. Затем, используя рассчитанную молярную массу карбоната кальция ($M(CaCO_3) \approx 100.09 \text{ г/моль}$) и значение постоянной Авогадро ($N_A \approx 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$), вычислить число частиц $N$ по формуле $N = \frac{m}{M} \times N_A$.