भौतिकी में एक विशिष्ट कार्य कुछ बाहरी परिस्थितियों में विभिन्न पदार्थों के आयतन की गणना करना है। इन पदार्थों में से एक पारा है - अद्वितीय भौतिक गुणों वाली धातु। इस लेख में, हम भौतिकी में निम्नलिखित कार्य को हल करने के तरीकों पर विचार करेंगे: पारा के 100 मोल का आयतन क्या होता है?
पारा क्या है?
यह आवर्त सारणी में 80वें नंबर के तहत एक रासायनिक तत्व है। बाईं ओर इसका पड़ोसी सोना है। बुध को एचजी (हाइड्रारग्यरम) के प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है। लैटिन नाम का अनुवाद "तरल चांदी" के रूप में किया जा सकता है। दरअसल, कमरे के तापमान पर, तत्व एक तरल के रूप में मौजूद होता है, जिसका रंग चांदी जैसा होता है।
विचाराधीन तत्व एकमात्र तरल धातु है। यह तथ्य इसके परमाणुओं की अनूठी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण है। पूर्ण रूप से भरे हुए इलेक्ट्रॉन कोशों के कारण यह अत्यंत स्थिर है। इस संबंध में, पारा अक्रिय गैसों के समान है। परमाणु स्थिरताइससे एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने में कठिनाई होती है। उत्तरार्द्ध का मतलब है कि एचजी परमाणुओं के बीच कोई धातु बंधन नहीं है, वे केवल कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।
बुध पहले से ही -39 oC पर पिघलता है। परिणामी तरल बहुत भारी है। इसका घनत्व 13,546 किग्रा/मीटर3 है, जो आसुत जल का 13.5 गुना है। यह घनत्व मान तत्व के परमाणु द्रव्यमान के बड़े मान के कारण है, जो कि 200.59 a.m.u. है।
आगे लेख में, हम इस सवाल का जवाब देंगे कि पारा के 100 मोल में कितना आयतन है। इस समस्या को दो अलग-अलग तरीकों से हल किया जा सकता है।
समस्या का सबसे पहले समाधान
प्रश्न का उत्तर देने के लिए: "100 मोल पारे का आयतन क्या है?", किसी को प्रासंगिक प्रयोगात्मक डेटा का उल्लेख करना चाहिए। यह दाढ़ की मात्रा के बारे में है। इस तरह के डेटा संदर्भ साहित्य में पाए जा सकते हैं। तो, एक तालिका में हम पाते हैं कि 293 K (20 oC) पर विचाराधीन तरल धातु का मोलर आयतन 14.81 cm3 है /मोल। दूसरे शब्दों में, 1 मोल Hg परमाणु का आयतन 14.81 cm3 होता है। समस्या के प्रश्न का उत्तर देने के लिए, इस संख्या को 100 से गुणा करना पर्याप्त है।
इस प्रकार, हमें उत्तर मिलता है: पारा के 100 मोल का आयतन 1481 सेमी3 के बराबर है, जो व्यावहारिक रूप से 1.5 लीटर के अनुरूप है।
ध्यान दें कि हमने 20 oC के लिए मोलर वॉल्यूम मान का उपयोग किया है। हालांकि, यदि पारा किसी अन्य के तहत माना जाता है तो प्राप्त उत्तर ज्यादा नहीं बदलेगातापमान क्योंकि इसका थर्मल विस्तार का गुणांक बहुत छोटा है।
दूसरा उपाय
इस प्रश्न का उत्तर दें कि पारे के 100 मोल पिछले एक की तुलना में एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग करके कितना मात्रा लेते हैं। ऐसा करने के लिए, हमें प्रश्न में धातु के लिए घनत्व और दाढ़ द्रव्यमान डेटा का उपयोग करने की आवश्यकता है।
समस्या को हल करने का प्रारंभिक सूत्र निम्नलिखित अभिव्यक्ति होगा:
ρ=मी/वी.
मैं V का मान कहाँ व्यक्त कर सकता हूँ:
वी=मी/ρ.
किसी पदार्थ का द्रव्यमान n=100 mol इस प्रकार परिभाषित किया गया है:
एम=एनएम.
जहां M पारे के एक मोल का द्रव्यमान है। फिर मात्रा निर्धारित करने का कार्य सूत्र इस प्रकार लिखा जाएगा:
वी=एनएम/ρ.
मोलर द्रव्यमान का मान हम पहले ही ऊपर दे चुके हैं, संख्यात्मक रूप से यह परमाणु द्रव्यमान के बराबर है, केवल ग्राम प्रति मोल (M=200, 59 g/mol) में व्यक्त किया जाता है। पारे का घनत्व 13,546 किग्रा/मीटर3 या 13.546 ग्राम/सेमी3 है। हम इन मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं, हमें मिलता है:
V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 सेमी3।
जैसा कि आप देख सकते हैं, हमें समस्या को हल करने की पिछली विधि के समान ही परिणाम मिला।
