Число Авогадро

Материал из testwiki
Перейти к навигации Перейти к поиску
Амедео Авогадро

Число́ Авога́дро (постоянная Авогадро, конста́нта Авогадро) — физическая величина, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул[1], ионов, электронов или любых других частиц) в Шаблон:Nobr вещества[2]. Ранее определялось как количество атомов в Шаблон:Nobr (точно) чистого изотопа углерода-12. Обозначается обычно как Шаблон:Math[3], а иногда и Шаблон:Math[4].

Постоянная Авогадро в Международной системе единиц СИ согласно изменениям определений основных единиц СИ есть целое число, точно равное

Шаблон:Math ≡ Шаблон:Nobr.

Иногда в литературе проводят различие между постоянной Авогадро Шаблон:Math, имеющей размерность моль−1, и численно равным ей безразмерным целым числом Авогадро АШаблон:Sfn[K 1].

Моль — количество вещества, которое содержит Шаблон:Math структурных элементов (то есть столько же, сколько атомов содержится в Шаблон:Nobr 12С, согласно старому определению), причём структурными элементами обычно являются атомы, молекулы, ионы и др. Масса Шаблон:Nobr вещества (молярная масса), выраженная в граммах, численно равна его молекулярной массе, выраженной в атомных единицах массы. Например:

В конце 2011 года на XXIV Генеральной конференции по мерам и весам единогласно принято предложение[5] определить моль в будущей версии Международной системы единиц (СИ) таким образом, чтобы избежать его привязки к определению килограмма. Предполагалось, что моль в 2018 году будет определён на основе числа Авогадро, которому будет приписано точное значение без погрешности, базирующееся на результатах измерений, рекомендованных CODATA. До 20 мая 2019 года число Авогадро являлось измеряемой величиной, не принимаемой по определению. В 2015 году из наиболее прецизионных измерений получено рекомендованное значение числа Авогадро Шаблон:Math = Шаблон:Nobr, полученное в результате усреднения результатов различных измерений[6][7][8].

Закон Авогадро

Шаблон:Main На заре развития атомной теории (1811) [[Авогадро, Амедео|Шаблон:Nobr]] выдвинул гипотезу, согласно которой при одинаковых температуре и давлении в равных объёмах идеальных газов содержится одинаковое количество молекул. Позже было показано, что эта гипотеза есть необходимое следствие кинетической теории, и сейчас она известна как закон Авогадро. Его можно сформулировать так: один моль любого газа при одинаковых температуре и давлении занимает один и тот же объём, при нормальных условиях равный Шаблон:Число. Эта величина известна как молярный объём газа.

История измерения константы

Сам Авогадро не делал оценок числа молекул в заданном объёме, но понимал, что это очень большая величина. Первую попытку найти число молекул, занимающих данный объём, предпринял в Шаблон:Nobr Шаблон:Nobr[9]. Из вычислений Лошмидта следовало, что для воздуха количество молекул на единицу объёма составляет Шаблон:Nobr, что примерно в Шаблон:Nobr меньше истинного значения. Через Шаблон:Nobr Максвелл привёл гораздо более близкую к истине оценку «около Шаблон:Nobr миллионов миллионов» молекул на кубический сантиметр, или Шаблон:Nobr. По его оценке число Авогадро было приблизительно 1022.

В действительности в Шаблон:Nobr идеального газа при нормальных условиях содержится около Шаблон:Nobr. Эта величина была названа числом (или постоянной) Лошмидта. С тех пор было разработано большое число независимых методов определения числа Авогадро. Превосходное совпадение полученных значений является убедительным свидетельством реального количества молекул.

В 1908 году Перрен даёт приемлемую оценку 6,8·1023, вычисленную из параметров броуновского движения. В 1926 году он был удостоен Нобелевской премии по физике, главным образом за эту работу[10].

Современные оценки

Один из оптиков австралийского ACPO держит однокилограммовый монокристаллический шар из кремния для проекта International Avogadro Coordination

Шаблон:Актуальность

Официально принятое в Шаблон:Nobr значение числа Авогадро было измерено при использовании двух сфер, изготовленных из монокристалла кремния-28, выращенного методом Чохральского. Сферы были выточены в Институте кристаллографии имени Лейбница и отполированы в австралийском Центре высокоточной оптики настолько гладко, что при диаметре около 93,75 мм высоты выступов на их поверхности не превышали Шаблон:Nobr; радиальные координаты поверхности измерены методом оптической интерферометрии с погрешностью Шаблон:Nobr (порядка толщины одного атомного слоя)[11]. Для их производства был использован высокочистый кремний-28, выделенный в нижегородском Институте химии высокочистых веществ РАН из высокообогащённого по кремнию-28 тетрафторида кремния, полученного в Центральном конструкторском бюро машиностроения в Санкт-Петербурге.

Располагая такими практически идеальными объектами, можно с высокой точностью подсчитать число атомов кремния в шаре и тем самым определить число Авогадро. Согласно полученным результатам, оно равно Шаблон:Nobr[12].

Однако в январе 2011 года были опубликованы результаты новых измерений, считающиеся более точными[13]: Шаблон:Nobr.

На 24-й Генеральной конференции по мерам и весам 17—21 октября 2011 года была единогласно принята резолюция[5], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии СИ переопределить моль таким образом, чтобы число Авогадро было равным точно Шаблон:Nobr, где Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в окончательном релизе на основании наиболее точных рекомендаций CODATA[14]. В этой же резолюции предложено таким же образом определить как точные значения постоянную Планка, элементарный заряд, постоянную Больцмана и максимальную световую эффективность монохроматического излучения для дневного зрения.

Значение числа Авогадро, рекомендованное CODATA в 2010 году, составляло:

Шаблон:Math = Шаблон:Nobr.

Значение числа Авогадро, рекомендованное CODATA в 2014 году, составляло[15]:

Шаблон:Math = Шаблон:Nobr

Значение числа Авогадро, рекомендованное в 2019 году, составляло[16]:

Шаблон:Math = Шаблон:Nobr

Связь между константами

См. также

Комментарии

Шаблон:Примечания

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:ВС

  1. ↑ Ранее определялась как количество молекул в грамм-молекуле или атомов в грамм-атоме.
  2. ↑ Шаблон:Книга
  3. ↑ в отличие от Шаблон:Math, обозначающее Шаблон:Не переведено 2
  4. ↑ Шаблон:Cite web
  5. ↑ 5,0 5,1 On the possible future revision of the International System of Units, the SI. Шаблон:Wayback Resolution 1 of the 24th meeting of the CGPM (2011).
  6. ↑ Шаблон:Cite web
  7. ↑ Шаблон:Cite web
  8. ↑ Шаблон:Cite web
  9. ↑ Шаблон:Cite web
  10. ↑ Шаблон:Cite web
  11. ↑ Шаблон:Статья
  12. ↑ Шаблон:Cite web
  13. ↑ Шаблон:Статья
  14. ↑ Шаблон:Cite web
  15. ↑ Шаблон:Cite web
  16. ↑ Шаблон:Книга


Ошибка цитирования Для существующих тегов <ref> группы «K» не найдено соответствующего тега <references group="K"/>

Источник — https://ru.wiki.beta.math.wmflabs.org/w/index.php?title=Число_Авогадро&oldid=2024