Колко молекули са в капка вода?

Чудили ли сте се някога колко атома има в капка вода или колко молекули са в една капка? Отговорът зависи от вашата дефиниция на сила на звука на капчица вода. Капките на водата варират драстично по размер, така че това начално число определя изчислението. Останалото е просто изчисление на химията.

Нека използваме обема на капка вода, който се използва от медицинската и научната общност. Приетият среден обем на капка вода е точно 0,05 ml (20 капки на милилитър). Оказва се, че има над 1,5 секстилионни молекули в капка вода и повече от 5 секстилионни атома на капчица.

За да се изчисли броят на молекули и атоми във водна капка, трябва да знаете химическата формула на водата. Във всяка молекула на водата има два атома водород и един атом кислород, което прави формулата H₂О. И така, всяка молекула вода съдържа 3 атома.

Определете моларната маса на водата. Направете това, като добавите масата на водородните атоми и кислородните атоми в мол вода, като потърсите атомната маса на водород и кислород на

маса вода = 2 х маса водород + маса кислород

маса вода = 2 х 1.008 + 16

маса вода = 18.016 g / mol

С други думи, един мол вода има маса 18.016 грама.

Използвайте плътността на водата, за да определите масата вода на единица обем. Най- плътност на водата всъщност варира в зависимост от условията (студената вода е по-гъста; топлата вода е по-малко гъста), но стойността, която обикновено се използва при изчисленията, е 1,00 грама на милилитър (1 g / mL). С други думи, 1 милилитър вода има маса 1 грам. Капка вода е 0,05 мл вода, така че нейната маса би била 0,05 грама.

Един мол вода е 18.016 грама, така че в 0,05 грама, в една капка, броят на бенките е:

• бенки вода в една капка = 0,05 грама х (1 мол / 18,016 грама)
• бенки вода в една капка = 0,002775 мола

Накрая използвайте Числото на Авогадро за да се определи броят на молекулите в капка вода. Числото на Avogadro ни казва, че има 6.022 x 10²³ молекули вода на мол вода. И така, след това изчисляваме колко молекули има в капка вода, която определим, съдържа 0,002775 мола:

• молекули в капка вода = (6.022 х 10²³ молекули / мол) х 0,002275 мола
• молекули в капка вода = 1,67 х 10²¹ водни молекули

Казано по друг начин, има 1.67 водни молекули секстилион във водна капка.

Сега броят на атомите в капчица вода е 3x броя на молекулите:

• атоми в капка вода = 3 атома / молекула х 1,67 х 10²¹ молекули
• атоми в капка вода = 5,01 х 10²¹ атома

Или има около 5 секстилионни атома в капка вода.

Един интересен въпрос е дали има повече атоми в капка вода, отколкото има капки вода в океана. За да определим отговора, се нуждаем от обема на водата в океаните. Източниците смятат, че това е между 1,3 милиарда км³ и 1,5 км³. Ще използвам USGS (Съединените американски геоложки проучвания) стойност от 1,338 милиарда км³ за изчислението на извадката, но можете да използвате кое число искате.

1.338 км³ = 1.338 х 10²¹ литри морска вода

Сега вашият отговор зависи от размера на вашата капка, така че разделяте този обем на обема на вашата капка (0,05 ml или 0,00005 L или 5,0 x 10^-5 L е средният), за да получите броя на капки вода в океана.

брой капки вода в океана = 1.338 х 10²¹ литри общ обем / 5,0 х 10^-5 литри на капка

брой капки вода в океана = 2.676 x 10²⁶ капки

И така, в океана има повече капки вода, отколкото има атоми в капка вода. Колко повече капки зависи главно от размера на вашите капки, но има между 1000 и 100 000 повече капки вода в океана, отколкото атомите в капка вода.

Gleick, P.H. "Къде е водата на Земята." Разпределение на водата на Земята. Геоложки проучване на САЩ, 28 август 2006 г.