При образовании воды отношение масс прореагировавших газов водорода и кислорода всегда равно 1 : 8. Свидетельствует ли этот факт в пользу существования атомов и молекул? Аргументируй свою точку зрения. Определи, сколько молекул воды содержится в капле объёмом 50 мм³. Масса атома кислорода в 16 раз больше массы атома водорода.

1. При образовании воды отношение масс водорода и кислорода всегда 1:8. Это значит, что если взять 1 грамм водорода, то для образования воды понадобится 8 грамм кислорода. Этот факт очень хорошо подтверждает, что атомы и молекулы существуют! Почему? Потому что если бы вещества были сплошными, а не состояли из отдельных частичек, то такое точное соотношение масс было бы невозможно. Это как строить дом из кирпичиков: если каждый кирпичик одинаковый, то и соотношение материалов будет всегда одинаковым. 2. Допущение: плотность воды равна $1 \text{ г/см}^3 = 1000 \text{ кг/м}^3$. Молярная масса воды $M(\text{H}_2\text{O}) = 18 \text{ г/моль}$. Давайте посчитаем, сколько молекул воды содержится в капле объёмом 50 мм$^3$. Сначала переведём объём капли в более удобные единицы: $$V = 50 \text{ мм}^3 = 50 \cdot (10^{-1} \text{ см})^3 = 50 \cdot 10^{-3} \text{ см}^3 = 0,05 \text{ см}^3$$ Теперь найдём массу этой капли воды, используя плотность воды (мы предполагаем, что она как у обычной воды, $1 \text{ г/см}^3$): $$m = \rho \cdot V = 1 \text{ г/см}^3 \cdot 0,05 \text{ см}^3 = 0,05 \text{ г}$$ Далее найдём количество вещества (число молей) воды в этой капле. Для этого нам нужна молярная масса воды. Молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Из условия мы знаем, что масса атома кислорода в 16 раз больше массы атома водорода. Пусть масса атома водорода будет $x$. Тогда масса атома кислорода будет $16x$. Масса молекулы воды будет $2x + 16x = 18x$. Если мы примем атомную массу водорода за 1 а.е.м. (атомная единица массы), то атомная масса кислорода будет 16 а.е.м. Тогда молярная масса воды будет $2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$. Количество вещества (моль) рассчитывается так: $$n = \frac{m}{M} = \frac{0,05 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} \approx 0,002778 \text{ моль}$$ И, наконец, чтобы найти количество молекул, нужно умножить количество вещества на число Авогадро ($N_A \approx 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$): $$N = n \cdot N_A = 0,002778 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 1,673 \cdot 10^{21} \text{ молекул}$$ **Ответ:** 1. Да, этот факт свидетельствует в пользу существования атомов и молекул, потому что он указывает на постоянство состава вещества, что можно объяснить только комбинацией дискретных (отдельных) частиц. 2. В капле воды объёмом 50 мм$^3$ содержится примерно $1,673 \cdot 10^{21}$ молекул воды.