Давление газа в лампе 44 кПа, а его температура 47 °C. Какова концентрация атомов газа?

Дано:

• давление газа: $p = 44\ \text{кПа} = 4{,}4 \cdot 10^4\ \text{Па}$

• температура газа: $t = 47^\circ\text{C}$

Нужно найти концентрацию атомов газа $n$, то есть число атомов в единице объёма.

Используем уравнение состояния идеального газа, записанное через концентрацию частиц:

где:

• $p$ — давление газа,

• $n$ — концентрация атомов,

• $k = 1{,}38 \cdot 10^{-23}\ \text{Дж/К}$ — постоянная Больцмана,

• $T$ — абсолютная температура.

Сначала переведём температуру в кельвины:

Выразим концентрацию:

Подставим значения:

Вычислим знаменатель:

Тогда:

Округляя:

Следовательно, концентрация атомов газа в лампе составляет примерно $10^{25}$ атомов на один кубический метр.