Известно, что звёзды формируются в гигантских молекулярных облаках с высокой концентрацией частиц. В одном из таких облаков, равном объёму Земли, содержится 2.2 ⋅ 10ଶଽ молекул водорода. Какова концентрация молекул в этом облаке, и какова его масса в массах Солнца, предполагая, что он полностью состоит из молекул водорода?
Проверенное решение:
Для определения концентрации молекул водорода в данном молекулярном облаке, мы можем воспользоваться данными о числе молекул и объёме этого облака.
Для начала, давайте определим объём облака. Нам известно, что его объём равен объёму Земли ⨁, который составляет примерно 1.08321 × 10^12 км³. Теперь мы знаем и количество молекул водорода, которое равно 2.2 × 10^66 молекул.
Концентрацию молекул водорода можно найти, разделив количество молекул на объём:
Концентрация = Количество молекул / Объём
Концентрация = (2.2 × 10^66 молекул) / (1.08321 × 10^12 км³)
Концентрация ≈ 2.03 × 10^54 молекул/км³
Теперь, чтобы определить массу молекул водорода в этом облаке в массах Солнца, нам нужно учесть массу одной молекулы водорода и массу Солнца.
Масса одной молекулы водорода составляет приблизительно 1.67 × 10^-27 кг.
Масса Солнца равна примерно 2 × 10^30 кг.
Теперь мы можем найти массу молекул водорода:
Масса = Количество молекул × Масса одной молекулы
Масса = (2.2 × 10^66 молекул) × (1.67 × 10^-27 кг/молекула)
Масса ≈ 3.67 × 10^39 кг
Теперь, чтобы найти массу в массах Солнца, мы разделим эту массу на массу Солнца:
Масса в массах Солнца = Масса молекул / Масса Солнца
Масса в массах Солнца ≈ (3.67 × 10^39 кг) / (2 × 10^30 кг)
Масса в массах Солнца ≈ 1.84 × 10^9 масс Солнца
Итак, концентрация молекул водорода в данном молекулярном облаке составляет приблизительно 2.03 × 10^54 молекул/км³, а его масса эквивалентна примерно 1.84 миллиарда масс Солнца.
Концентрация молекул в этом молекулярном облаке равна 2.2 ⋅ 10^22 молекул/м³, а его масса составляет 1.1% массы Солнца.