Номер 5, страница 115 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

5. В чём состоит закон Авогадро?

Закон Авогадро — это фундаментальный физико-химический закон, который был сформулирован в 1811 году итальянским учёным Амедео Авогадро.

Формулировка закона следующая: в равных объёмах различных идеальных газов, взятых при одинаковых давлении и температуре, содержится одинаковое число молекул.

Из этого следует, что объём газа при постоянных температуре и давлении прямо пропорционален количеству вещества (числу молей) этого газа и не зависит от других характеристик, таких как масса, размер или химическая природа молекул.

Математически закон Авогадро можно выразить как:

$V \propto n$ или $ \frac{V}{n} = k $

где $\text{V}$ — объём газа, $\text{n}$ — количество вещества (в молях), а $\text{k}$ — константа для заданных температуры $\text{T}$ и давления $\text{p}$.

Для сравнения двух газов при одинаковых условиях ($\text{T}$ и $\text{p}$) закон записывается в виде:

$ \frac{V_1}{n_1} = \frac{V_2}{n_2} $

Закон Авогадро является следствием уравнения состояния идеального газа (уравнения Клапейрона-Менделеева) $pV=nRT$. Если переписать его как $V = n(\frac{RT}{p})$, то при постоянных $\text{T}$ и $\text{p}$ выражение в скобках становится константой, что доказывает прямую пропорциональность $\text{V}$ и $\text{n}$.

Важные следствия из закона Авогадро:

1. Молярный объём. Один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объём. Этот объём называется молярным объёмом ($V_m$). При нормальных условиях (н.у.), то есть при температуре $T = 273,15$ К ($\text{0}$ °С) и давлении $p = 101325$ Па (1 атм), молярный объём любого идеального газа составляет:

$V_m \approx 22,414$ л/моль

2. Относительная плотность газов. Отношение плотностей двух газов ($\rho_1$ и $\rho_2$) при одинаковых давлении и температуре равно отношению их молярных масс ($M_1$ и $M_2$). Это позволяет, например, определять молярную массу неизвестного газа, сравнивая его плотность с плотностью известного газа (например, водорода или воздуха).

$ \frac{\rho_1}{\rho_2} = \frac{M_1}{M_2} $

Закон Авогадро сыграл ключевую роль в становлении атомно-молекулярной теории, позволив правильно определять атомные и молярные массы, а также устанавливать формулы химических соединений.

Ответ: Закон Авогадро гласит, что равные объёмы любых газов, находящихся при одинаковых температуре и давлении, содержат одинаковое число молекул.