Kazi ya kawaida katika fizikia ni kukokotoa ujazo wa vitu mbalimbali chini ya hali fulani za nje. Moja ya vitu hivi ni zebaki - chuma na mali ya kipekee ya kimwili. Katika makala haya, tutazingatia njia za kutatua kazi ifuatayo katika fizikia: moles 100 za zebaki huchukua kiasi gani?
Zebaki ni nini?
Hiki ni kipengele cha kemikali kilicho chini ya nambari ya 80 katika jedwali la upimaji. Jirani yake upande wa kushoto ni dhahabu. Mercury inaonyeshwa na ishara Hg (hydrargyrum). Jina la Kilatini linaweza kutafsiriwa kama "fedha ya kioevu". Hakika, kwenye halijoto ya kawaida, kipengele hicho huwa kama kioevu, ambacho kina rangi ya fedha.
Kipengele kinachozungumziwa ni chuma kioevu pekee. Ukweli huu unatokana na muundo wa kipekee wa kielektroniki wa atomi zake. Ni thabiti sana kwa sababu ya ganda la elektroni lililojazwa kikamilifu. Katika suala hili, zebaki ni sawa na gesi za inert. Utulivu wa atomihusababisha ugumu wa kutenganisha elektroni kutoka kwake. Mwisho unamaanisha kuwa hakuna dhamana ya metali kati ya atomi za Hg, zinaingiliana kwa sababu ya nguvu dhaifu za van der Waals.
Zebaki tayari inayeyuka -39 oC. Kioevu kilichosababisha ni nzito sana. Uzito wake ni 13,546 kg/m3, ambayo ni mara 13.5 ya maji yaliyotiwa mafuta. Thamani hii ya msongamano inatokana na thamani kubwa ya molekuli ya atomiki ya kipengele, ambayo ni 200.59 a.m.u.
Zaidi katika kifungu hicho, tutajibu swali la ni kiasi gani kinachochukuliwa na moles 100 za zebaki. Tatizo hili linaweza kutatuliwa kwa njia mbili tofauti.
Suluhisho la tatizo kwa njia ya kwanza
Kujibu swali: "Ni kiasi gani cha moles 100 za zebaki?", mtu anapaswa kurejelea data husika ya majaribio. Ni kuhusu kiasi cha molar. Data kama hiyo inaweza kupatikana katika fasihi ya kumbukumbu. Kwa hivyo, katika moja ya jedwali tunapata kwamba katika 293 K (20 oC) ujazo wa molar wa chuma kioevu kinachohusika ni 14.81 cm3 /mol. Kwa maneno mengine, mole 1 ya atomi ya Hg inachukua ujazo wa 14.81 cm3. Ili kujibu swali la tatizo, inatosha kuzidisha nambari hii kwa 100.
Kwa hivyo, tunapata jibu: ujazo wa moles 100 za zebaki ni sawa na 1481 cm3, ambayo kwa kweli inalingana na lita 1.5.
Kumbuka kwamba tulitumia thamani ya sauti ya molar kwa 20 oC. Walakini, jibu lililopokelewa halitabadilika sana ikiwa zebaki itazingatiwa chini ya nyingine yoyotehalijoto kwa sababu mgawo wake wa upanuzi wa joto ni mdogo sana.
Suluhisho la pili
Jibu swali la ni kiasi gani cha moles 100 za zebaki huchukua kwa kutumia mbinu tofauti na ile ya awali. Ili kufanya hivyo, tunahitaji kutumia data ya msongamano na molar kwa metali inayohusika.
Mchanganyiko wa awali wa kutatua tatizo utakuwa usemi ufuatao:
ρ=m/V.
Ni wapi ninaweza kueleza thamani ya V:
V=m/ρ.
Uzito n=100 mol ya dutu hufafanuliwa kama ifuatavyo:
m=nM.
Ambapo M ni wingi wa mole moja ya zebaki. Kisha fomula ya kufanya kazi ya kuamua kiasi itaandikwa kama ifuatavyo:
V=nM/ρ.
Thamani ya molekuli ya molar ambayo tayari tumetoa hapo juu, kiidadi ni sawa na misa ya atomiki, iliyoonyeshwa tu kwa gramu kwa mol (M=200, 59 g/mol). Uzito wa zebaki ni 13,546 kg/m3 au 13.546 g/cm3. Tunabadilisha maadili haya kwenye fomula, tunapata:
V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.
Kama unavyoona, tulipata matokeo sawa kabisa na njia ya awali ya kutatua tatizo.
