Задача В7. Где больше молекул: в комнате объемом при давлении
Па и температуре 20 °C или в стакане воды объемом
?
Обозначим: объем комнаты, р — давление воздуха, t — температуру воздуха в комнате по шкале Цельсия, Т — абсолютную температуру воздуха, т.е. его температуру по шкале Кельвина,
— объем воды в стакане,
— число молекул воздуха в комнате,
— число молекул воды в стакане, k — постоянную Больцмана, m — массу воды в стакане,
— массу молекулы воды,
— плотность воды, М — молярную массу воды,
— число Авогадро.

Решение:
Число молекул воздуха в комнате найдем из формулы

Здесь

Поскольку все величины в формуле (1) известны, вычислим :

Число молекул воды можно найти, разделив массу воды в стакане m на массу одной молекулы
:

Массу всей воды в стакане найдем, умножив ее плотность , т.е. массу каждой единицы объема воды, на объем воды
:

Выразим объем воды в единицах СИ:

Массу одной молекулы воды найдем, разделив молярную массу воды М, т.е. массу всех молекул в одном моле воды, на их число в нем, т.е. на число Авогадро
:

Подставив (3) и (4) в (2), мы найдем число молекул в стакане воды:

Вычислим это число молекул:

Сравнив численные величины , мы увидим, что число молекул воздуха в комнате больше, чем число молекул воды в стакане.
Ответ: .
Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:
Возможно вам будут полезны эти задачи: