Каково отношение числа частиц в облаке нейтрального водорода, где плотность составляет 0,1 атома в 1 см3, к числу

Для решения этой задачи, нам нужно вычислить отношение числа частиц в облаке нейтрального водорода к числу частиц в воздухе при нормальных условиях и в лучших вакуумных камерах.

В облаке нейтрального водорода плотность составляет 0,1 атома в 1 см³. Это значит, что в каждом кубическом сантиметре облака находится 0,1 атома водорода.

Теперь, мы должны узнать, сколько атомов водорода находится в воздухе при нормальных условиях и в лучших вакуумных камерах.

При нормальных условиях (температура 25 °C, давление 1 атм) объем 1 моль газа занимает примерно 22,4 л (или 22,4 дм³). Воздух состоит преимущественно из азота и кислорода, и их относительное содержание примерно соответствует отношению их молекулярных масс. Таким образом, отношение объемов атомов водорода к объемам молекул воздуха будет примерно таким же, как и отношение молекулярных масс атома водорода (1 г/моль) к молекулярным массам воздуха (примерно 28,97 г/моль).

Таким образом, в 22,4 л (или 22,4 дм³) воздуха содержится примерно (22,4 л / 22,4 дм³) x (28,97 г/моль / 1 г/моль) = 28,97 г воздуха.

Теперь мы можем рассчитать количество атомов воздуха при нормальных условиях с помощью молярной массы азота и кислорода. Атом молярная масса азота составляет примерно 14,01 г/моль, а атом молярная масса кислорода - 16 г/моль.

Таким образом, количество атомов воздуха при нормальных условиях составляет:
(28,97 г воздуха) / (14,01 г/моль) = примерно 2,07 моль атомов воздуха.

Теперь рассмотрим лучшие вакуумные камеры с 10^10 атомами в каждой. Давайте найдем количество молей атомов в которых:
(10^10 атомов) / (6,02 x 10^23 атом/моль) = примерно 1,66 х 10^(-14) моль атомов вакуума.

Теперь, мы можем рассчитать отношение числа частиц в облаке нейтрального водорода к числу частиц в воздухе при нормальных условиях и в лучших вакуумных камерах.

(0,1 атома водорода / 1 см³) / (2,07 моль атомов воздуха) = примерно 4,83 x 10^(-14) атомов водорода/моль атомов воздуха при нормальных условиях.

(0,1 атома водорода / 1 см³) / (1,66 х 10^(-14) моль атомов вакуума) = примерно 6,04 x 10^(12) атомов водорода/моль атомов воздуха в лучших вакуумных камерах.

Таким образом, отношение числа частиц в облаке нейтрального водорода к числу частиц в воздухе при нормальных условиях составляет примерно 4,83 x 10^(-14) атомов водорода/моль атомов воздуха, а в лучших вакуумных камерах - приблизительно 6,04 x 10^(12) атомов водорода/моль атомов воздуха.