Как изменилось количество молекул азота в классе при изменении температуры от 18 °C до 24 °C? Учитываем, что воздух

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо учесть объем класса и процент азота в воздухе. Давайте начнем с определения общего объема класса.

Объем класса можно вычислить, умножив его длину, ширину и высоту:
\[V_{class} = 8 \, \text{м} \times 12 \, \text{м} \times 4.5 \, \text{м} = 432 \, \text{м}^3\]

Теперь мы можем рассчитать массу воздуха в классе. Для этого нужно учесть молярную массу воздуха и его объем:
\[m_{air} = \frac{V_{class}}{1000} \times M_{air}\]

Где \(M_{air}\) - молярная масса воздуха, равная 29 кг/кмоль.

Подставив числовые значения, получаем:
\[m_{air} = \frac{432 \, \text{м}^3}{1000} \times 29 \, \text{кг/кмоль} = 12.528 \, \text{кг}\]

Теперь необходимо учесть процент содержания азота в воздухе. Согласно условию, воздух содержит 78% азота по объему.

Для определения массы азота в классе, умножим массу воздуха на процент содержания азота:
\[m_{nitrogen} = m_{air} \times \frac{78}{100}\]

Подставив значение \(m_{air}\), получаем:
\[m_{nitrogen} = 12.528 \, \text{кг} \times \frac{78}{100} = 9.768 \, \text{кг}\]

Теперь, зная молярную массу азота, мы можем рассчитать количество молекул азота в классе. Одна килограмм-моль азота содержит приблизительно \(6.022 \times 10^{23}\) молекул.

Переведем массу азота в молярные массы:
\[n_{nitrogen} = \frac{m_{nitrogen}}{M_{nitrogen}}\]

Где \(M_{nitrogen}\) - молярная масса азота, равная 28 г/моль.

Подставив значения, получаем:
\[n_{nitrogen} = \frac{9.768 \, \text{кг}}{28 \, \text{г/моль}} = 348 \, \text{моль}\]

Теперь учтем, что одна моль содержит \(6.022 \times 10^{23}\) молекул, и посчитаем общее количество молекул азота в классе:
\[N_{nitrogen} = n_{nitrogen} \times 6.022 \times 10^{23}\]

Подставим значение \(n_{nitrogen}\):
\[N_{nitrogen} = 348 \, \text{моль} \times 6.022 \times 10^{23} = 2.094 \times 10^{26}\]

Таким образом, количество молекул азота в классе при изменении температуры увеличилось до \(2.094 \times 10^{26}\) молекул.