A. Количество вещества

Количество вещества. Постоянная Авогадро

Количество вещества, содержащегося в теле, определяется числом молекул (или атомов) в этом теле. Поскольку число молекул в макроскопических телах очень велико, для определения количества вещества в теле сравнивают число молекул в нем с числом атомов в 0,012 кг изотопа углерода \(~^{12}_6C\).

Количество вещества ν — величина, равная отношению числа молекул (атомов) N в данном теле к числу атомов N_A в 0,012 кг изотопа углерода \(~^{12}_6C\):

\(~\nu = \frac{N}{N_A} . \qquad (2)\)

В СИ единицей количества вещества является моль. 1 моль — количество вещества, в котором содержится столько же структурных элементов (атомов, молекул, ионов), сколько атомов в 0,012 кг изотопа углерода \(~^{12}_6C\).

Число частиц в одном моле вещества называется постоянной Авогадро.

\(~N_A = \frac{0,012}{m_{0C}}= \frac{0,012}{1,995 \cdot 10^{-26}}\) = 6,02·10²³ моль^-1. (3)

Таким образом, 1 моль любого вещества содержит одно и то же число частиц — N_A частиц. Так как масса m₀ частицы у разных веществ различна, то и масса N_A частиц у различных веществ различна.

Массу вещества, взятого в количестве 1 моль, называют молярной массой М:

\(~M = m_0 N_A . \qquad (4)\)

В СИ единицей молярной массы является килограмм на моль (кг/моль).

Между молярной массой Μ и относительной молекулярной массой M_r существует следующая связь:

\(~M = M_r \cdot 10^{-3} .\)

Так, молекулярная масса углекислого газа 44, молярная 44·10^-3 кг/моль.

Зная массу вещества и его молярную массу М, можно найти число молей (количество вещества) в теле\[~\nu = \frac{m}{M}\].

Тогда из формулы (2) число частиц в теле

\(~N = \nu N_A = \frac{m}{M} N_A .\)

Зная молярную массу и постоянную Авогадро, можно рассчитать массу одной молекулы:

\(~m_0 = \frac{M}{N_A} = \frac{m}{N} .\)

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 124-125.