Закон на Авогадро

В зората на развитието на атомната теория (), А. Авогадро изложи хипотеза, според която при една и съща температура и налягане равни обеми идеални газове съдържат същото числомолекули. По-късно беше показано, че тази хипотеза е необходимо следствие от кинетична теорияи сега е известен като закон на Авогадро. Може да се формулира по следния начин: един мол от всеки газ при същата температура и налягане заема същия обем, при нормални условия равен на 22,41383 . Това количество е известно като моларен обем на газа.

Самият Авогадро не е направил оценки за броя на молекулите в даден обем, но е разбрал, че това е много голямо количество. Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен от J. Loschmidt; беше установено, че 1 cm³ идеален газ при нормални условия съдържа 2,68675 10 19 молекули. По името на този учен посочената стойност се нарича числото на Лошмид (или константа). Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро. Отличното съответствие между получените стойности е убедително доказателство за реалното съществуване на молекулите.

Връзка между константи

• Чрез произведението на константата на Болцман, универсалната газова константа, Р=kNА.
• Чрез произведението на елементарен електрически заряд и числото на Авогадро, константата на Фарадей се изразява, Е=enА.

Вижте също

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "константата на Авогадро" в други речници:

Константата на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Apibrėžtį žr. приеде. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: англ. Авогадро постоянен вок. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, е рус. Константата на Авогадро... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

Константата на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. константа на Авогадро; Числото на Авогадро вок. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, е рус. Константа на Авогадро, f; Числото на Авогадро, n пранц. константа на Авогадро, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas

Константата на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. приеде. priedas(ai) MS Word formatas atitikmenys: англ. Постоянният вок на Авогадро. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, е рус. Константа на Авогадро, f; постоянно...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

- (число на Авогадро) (NA), броят на молекулите или атомите в 1 мол вещество; NA \u003d 6.022? 1023 mol 1. Кръстен на А. Авогадро ... Съвременна енциклопедия

Константа на Авогадро- (число на Авогадро) (NA), броят на молекулите или атомите в 1 мол вещество; NA=6.022´1023 mol 1. Кръстен на А. Авогадро. … Илюстрован енциклопедичен речник

Авогадро Амедео (09.08.1776, ‒ 09.07.1856, пак там), италиански физик и химик. Получава диплома по право, след това учи физика и математика. Член-кореспондент (1804), обикновен академик (1819), а след това директор на катедрата ... ...

- (Авогадро) Амедео (09.08.1776, Торино, 09.07.1856, пак там), италиански физик и химик. Получава диплома по право, след това учи физика и математика. Член-кореспондент (1804), обикновен академик (1819), а след това директор на катедрата по физика ... ... Велика съветска енциклопедия

Константата на фината структура, обикновено означавана като, е фундаментална физическа константа, която характеризира силата на електромагнитното взаимодействие. Въведен е през 1916 г. от немския физик Арнолд Зомерфелд като мярка ... ... Wikipedia

- (числото на Авогадро), броят на структурните елементи (атоми, молекули, йони или други h c) в единици. брои va до va (в един мол). Кръстен на А. Авогадро, обозначен като NA. A. p. една от основните физични константи, от съществено значение за определяне на много ... Физическа енциклопедия

ПОСТОЯННА- стойност, която има постоянна стойност в областта на нейното използване; (1) П. Авогадро е същото като Авогадро (виж); (2) П. Болцман универсална термодинамична величина, свързана с енергията елементарна частицасъс своята температура означено с k,…… Голяма политехническа енциклопедия

Книги

• Биографии на физически константи. Увлекателни истории за универсални физични константи. Брой 46
• Биографии на физически константи. Увлекателни истории за универсалните физически константи, О. П. Спиридонов. Тази книга е посветена на разглеждането на универсалните физически константи и тяхната важна роля в развитието на физиката. Задачата на книгата е да разкаже в популярна форма за появата в историята на физиката ...

Италианският учен Амедео Авогадро, съвременник на А. С. Пушкин, е първият, който разбира, че броят на атомите (молекулите) в един грам-атом (мол) на веществото е еднакъв за всички вещества. Познаването на това число отваря пътя за оценка на размера на атомите (молекулите). По време на живота на Авогадро неговата хипотеза не получи необходимото признание. Историята на числото Авогадро е тема на нова книга на Евгений Залманович Мейлихов, професор в Московския физико-технологичен институт, главен изследовател в Националния изследователски център "Курчатовски институт".

Ако в резултат на някаква световна катастрофа цялото натрупано знание би било унищожено и само една фраза би достигнала до бъдещите поколения живи същества, тогава какво твърдение, съставено от най-малко думи, би донесло най-много информация? Вярвам, че това е атомната хипотеза:<...>всички тела са съставени от атоми – малки тела, които са в постоянно движение.

Р. Файнман, „Лекциите на Фейнман по физика“

Числото на Авогадро (константа на Авогадро, константа на Авогадро) се определя като броя на атомите в 12 грама от чистия изотоп въглерод-12 (12 C). Обикновено се обозначава като нА, по-рядко Л. Стойността на числото на Авогадро, препоръчана от CODATA (работна група по фундаментални константи) през 2015 г.: н A = 6,02214082(11) 1023 mol −1. Един мол е количеството вещество, което съдържа н A структурни елементи (т.е. толкова елементи, колкото атоми има в 12 g 12 C), а структурните елементи обикновено са атоми, молекули, йони и т.н. По дефиниция единицата за атомна маса (amu) е 1/12 от маса на атом 12 C. Един мол (грам-мол) от вещество има маса (моларна маса), която, когато е изразена в грамове, е числено равна на молекулното тегло на това вещество (изразено в единици за атомна маса). Например: 1 mol натрий има маса 22,9898 g и съдържа (приблизително) 6,02 10 23 атома, 1 mol калциев флуорид CaF 2 има маса (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g и съдържа (приблизително) 6 . 02 10 23 молекули.

В края на 2011 г. на XXIV Генерална конференция по мерки и теглилки беше единодушно прието предложение за дефиниране на мола в бъдеща версия на Международната система от единици (SI) по такъв начин, че да се избегне обвързването му с определението от грама. Предполага се, че през 2018 г. бенката ще се определя директно от числото на Авогадро, на което ще бъде присвоена точна (без грешка) стойност въз основа на резултатите от измерването, препоръчани от CODATA. Засега числото на Авогадро не се приема по дефиниция, а е измерена стойност.

Тази константа е кръстена на известния италиански химик Амедео Авогадро (1776–1856), който, въпреки че самият той не знае това число, разбира, че това е много голяма стойност. В зората на развитието на атомната теория Авогадро излага хипотеза (1811 г.), според която при една и съща температура и налягане равни обеми идеални газове съдържат еднакъв брой молекули. По-късно беше доказано, че тази хипотеза е следствие от кинетичната теория на газовете и сега е известна като закон на Авогадро. Може да се формулира по следния начин: един мол от всеки газ при същата температура и налягане заема същия обем, при нормални условия равен на 22,41383 литра (нормалните условия съответстват на налягането П 0 = 1 atm и температура T 0 = 273,15 K). Това количество е известно като моларен обем на газа.

Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен през 1865 г. от J. Loschmidt. От неговите изчисления следва, че броят на молекулите на единица обем въздух е 1,8 10 18 cm −3, което, както се оказа, е около 15 пъти по-малко от правилната стойност. Осем години по-късно J. Maxwell дава оценка, много по-близка до истината - 1,9 · 10 19 cm −3 . Накрая, през 1908 г., Перин дава вече приемлива оценка: н A = 6,8 10 23 mol −1 Числото на Авогадро, намерено от експерименти върху брауновото движение.

Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро и по-прецизни измервания показват, че в действителност има (приблизително) 2,69 x 10 19 молекули в 1 cm 3 идеален газ при нормални условия. Това количество се нарича число на Лошмид (или константа). Съответства на числото на Авогадро н A ≈ 6,02 10 23 .

Числото на Авогадро е една от важните физически константи, изиграли важна роля в развитието на природните науки. Но дали това е „универсална (фундаментална) физическа константа“? Самият термин не е дефиниран и обикновено се свързва с повече или по-малко подробна таблица на числените стойности на физическите константи, които трябва да се използват при решаването на проблеми. В това отношение основните физични константи често се считат за онези величини, които не са константи от природата и дължат съществуването си само на избраната система от единици (като например магнитните и електрическите вакуумни константи) или условни международни споразумения (като напр. , например, атомна единицамаси). Фундаменталните константи често включват много производни величини (например газовата константа Р, класическият електронен радиус r e= д 2 / мд ° С 2 и т.н.) или, както в случая с моларния обем, стойността на някакъв физичен параметър, свързан със специфични експериментални условия, които са избрани само от съображения за удобство (налягане 1 atm и температура 273,15 K). От тази гледна точка числото на Авогадро е наистина фундаментална константа.

Тази книга е посветена на историята и развитието на методите за определяне на това число. Епосът продължава около 200 години и на различни етапи се свързва с различни физически модели и теории, много от които не са загубили своята актуалност и до днес. Най-ярките научни умове имаха пръст в тази история - достатъчно е да посочим А. Авогадро, Дж. Лошмид, Дж. Максуел, Дж. Перин, А. Айнщайн, М. Смолуховски. Списъкът може да продължи безкрайно...

Авторът трябва да признае, че идеята за книгата не принадлежи на него, а на Лев Федорович Соловейчик, негов съученик в Московския физико-технологичен институт, човек, който се занимава с приложни изследвания и разработки, но остава романтик физик по душа. Това е човек, който (един от малкото) продължава „дори в нашия жесток век“ да се бори за истинско „висше“ физическо образование в Русия, оценява и, доколкото е възможно, насърчава красотата и елегантността на физическите идеи . Известно е, че от сюжета, който А. С. Пушкин представи на Н. В. Гогол, възникна блестяща комедия. Разбира се, тук не е така, но може би и тази книга ще бъде полезна на някого.

Тази книга не е „научно-популярен“ труд, въпреки че може да изглежда така на пръв поглед. Той обсъжда сериозна физика на някакъв исторически фон, използва сериозна математика и обсъжда доста сложни научни модели. Всъщност книгата се състои от две (невинаги рязко разграничени) части, предназначени за различни читатели – на някои може да им е интересна от историческа и химическа гледна точка, а на други да се фокусира върху физико-математическата страна на проблема. Авторът е имал предвид любознателен читател - студент от Физическия или Химическия факултет, който не е чужд на математиката и е запален по историята на науката. Има ли такива студенти? Авторът не знае точния отговор на този въпрос, но въз основа на собствения си опит се надява, че има.

Въведение (съкратено) към книгата: Мейлихов Е. З. Числото на Авогадро. Как да видите атом. - Dolgoprudny: Издателска къща "Интелект", 2017 г.

ЧИСЛО НА АВОГАДРО, NA = (6,022045±0,000031) 1023, броят на молекулите в мол от всяко вещество или броят на атомите в мол от просто вещество. Самият Авогадро не е направил оценки за броя на молекулите в даден обем, но е разбрал, че това е много голямо количество. 18 g H2O е същият брой молекули H2O (Mr = 18) и т.н. Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро. Един мол вещество съдържа броя на молекулите или атомите, равен на константата на Авогадро.

Понастоящем (2016 г.) числото на Авогадро все още е измерима (а не приета по дефиниция) величина. Имайки такива практически идеални обекти, е възможно да се преброи с висока точност броят на силициевите атоми в топката и по този начин да се определи числото на Авогадро. По-късно беше доказано, че тази хипотеза е необходимо следствие от кинетичната теория и сега е известна като закон на Авогадро.

Изчисления с помощта на числото на Авогадро.

Преброяването на броя на частиците на различни височини в суспензионната колона даде числото на Авогадро 6,82x1023. С помощта на числото на Авогадро са получени точни маси на атоми и молекули на много вещества: натрий, 3,819 × 10–23 g (22,9898 g/6,02 × 1023), тетрахлорметан, 25,54 × 10–23 g и др. Avogadro) - броят на структурните елементи (атоми, молекули, йони или други частици) в 1 мол. Име в чест на А. Авогадро, наз. А. п. е една от осн.

Константата на Авогадро е една от основните физически константи. Кръстен на А. Авогадро. По времето на Авогадро неговата хипотеза не може да бъде доказана теоретично. Така от тях следва, че равни обеми водород и хлор дават два пъти обема хлороводород. Avogadro с всички експериментални данни. Броят на молекулите в един мол започва да се нарича константа на Авогадро (обикновено се обозначава NA). Това определение за бенка се запази почти век.

Дори по времето на Канизаро е било очевидно, че тъй като атомите и молекулите са много малки и никой все още не ги е виждал, константата на Авогадро трябва да е много голяма. Първо, за тях беше ясно, че и двете количества са свързани помежду си: колкото по-малки са атомите и молекулите, толкова по-голямо ще бъде числото на Авогадро. Константата на Авогадро е определена с много методи. Чрез измерване на съотношението на интензитетите на пряката слънчева светлина към тази, разпръсната от синьото небе, може да се определи константата на Авогадро.

Константата на Авогадро е толкова голяма, че е трудно да си представим. N е броят на молекулите в дадена проба. С други думи, един мол вещество се съдържа в неговата маса, изразена в грамове и равна на относителната молекулна (или атомна) маса на това вещество.

Намерете моларната маса на водата (H2O). 1 mol вода се съдържа в неговите 0,018 kg и следователно MH2O = 0,018 kg / mol. Познаването на числото на Авогадро също дава възможност да се оцени размерът на молекулите или обемът V0 на молекула.

Допълнителни материали по темата: Молекулярна физика. Молец. Константа на Авогадро. Количеството вещество.

Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен през 1865 г. от Y. Лошмид. От изчисленията на Loschmidt следва, че за въздуха броят на молекулите на единица обем е 1,81 1018 cm-3, което е около 15 пъти по-малко от истинската стойност. Всъщност 1 cm³ идеален газ при нормални условия съдържа 2,68675 1019 молекули.

Количествени изчисления в химията

Отличното съответствие на получените стойности е убедително доказателство за реалния брой молекули. Една от основните константи, която може да се използва за определяне на такива величини като например масата на атом или молекула (виж по-долу), зарядът на електрона и т.н.

Физически калкулатори

Числото на Фарадей може да се определи чрез измерване на количеството електричество, необходимо за разтваряне или утаяване на 1 мол сребро. Може също да се покаже, че 1 g натрий трябва да съдържа приблизително 3 × 1022 атома от този елемент. Константа на Болцман, константа на Фарадей и др.). Един от най-добрите експерименти.

Дефиниция, базирана на измерването на заряда на електрона.

Общо взето съвсем се обърках =) ако някой може да ми обясни ще съм му много благодарен! AT химически процесиучастват най-малките частици - молекули, атоми, йони, електрони. Моларната маса на дадено вещество (М) е масата на един мол от това вещество.

Експериментите на Перин.

Той влиза в някои други константи, например в константата на Болцман. Стойностите на относителната молекулна маса се изчисляват от стойностите на относителната атомна маса, като се вземе предвид броят на атомите на всеки елемент във формулната единица на сложно вещество. Атомите и молекулите са изключително малки частици, следователно частите от вещества, които се вземат за химични реакции, се характеризират с физически количества, съответстващи на голям брой частици.

Количеството материя е физическо количество, право пропорционална на броя на частиците, които изграждат дадено вещество и са включени в взетата част от това вещество. В химичните изчисления масата на газообразните реагенти и продукти често се заменя с техните обеми. Тази физическа константа е моларният обем на газа при нормални условия.

Законът на Авогадро помогна на учените да определят правилно формулите на много молекули и да изчислят атомните маси на различни елементи.

Известни са над 20 независими метода за определяне на константата на Авогадро, напр. въз основа на измерването на заряда на електрона или количеството електричество, необходимо за електролит. И когато войските на Наполеон окупират Северна Италия, Авогадро става секретар на новата френска провинция. Наистина, ако 1 литър водород съдържа същия брой молекули като 1 литър кислород, тогава съотношението на плътностите на тези газове е равно на съотношението на масите на молекулите.

За целта беше необходимо само да се анализират резултатите от други подобни експерименти. Това отчасти се дължи на липсата на прост и ясен запис на формулите и уравненията на химичните реакции в онези дни. От гледна точка на тази теория беше невъзможно да си представим кислородна молекула, състояща се от два еднакво заредени атома!

Авогадро подчертава, че молекулите в газовете не е задължително да се състоят от единични атоми, а могат да съдържат няколко атома – еднакви или различни.

Крайъгълният камък на съвременната атомна теория, пише Канизаро, е теорията на Авогадро... Кой няма да види в този дълъг и несъзнателен вихър на науката около и в посока на целта, поставена като решаващо доказателство в полза на теорията на Авогадро и Ампер?

Колкото повече атоми или молекули има в едно макроскопично тяло, толкова повече вещество се съдържа в това тяло. Броят на молекулите в макроскопичните тела е огромен. Тази стойност се нарича число на Лошмид (или константа). Равни обеми различни газове при еднакви условия съдържат еднакъв брой молекули.

Законът на Авогадро в химията помага да се изчисли обемът, моларната маса, количеството на газообразно вещество и относителната плътност на газа. Хипотезата е формулирана от Амедео Авогадро през 1811 г. и по-късно е потвърдена експериментално.

закон

Джоузеф Гей-Лусак е първият, който изучава реакциите на газовете през 1808 г. Той формулира законите на топлинното разширение на газовете и обемните съотношения, като получи от хлороводород и амоняк (два газа) кристално вещество - NH 4 Cl (амониев хлорид). Оказа се, че за създаването му е необходимо да се вземат същите обеми газове. Освен това, ако един газ е в излишък, тогава „допълнителната“ част след реакцията остава неизползвана.

Малко по-късно Авогадро формулира заключението, че при еднакви температури и налягания равни обеми газове съдържат еднакъв брой молекули. В този случай газовете могат да имат различни химични и физични свойства.

Ориз. 1. Амедео Авогадро.

От закона на Авогадро следват две следствия:

• първи - един мол газ при еднакви условия заема същия обем;
• второ - съотношението на масите на равни обеми на два газа е равно на съотношението на техните моларни маси и изразява относителната плътност на един газ по отношение на друг (означен с D).

Нормалните условия (n.s.) са налягане P=101,3 kPa (1 atm) и температура T=273 K (0°C). При нормални условия моларният обем на газовете (обемът на веществото към неговото количество) е 22,4 l / mol, т.е. 1 мол газ (6,02 ∙ 10 23 молекули - постоянното число на Авогадро) заема обем от 22,4 литра. Моларен обем (V m) е постоянна стойност.

Ориз. 2. Нормални условия.

Разрешаване на проблем

Основното значение на закона е възможността за извършване на химически изчисления. Въз основа на първото следствие от закона можете да изчислите количеството газообразно вещество чрез обема, като използвате формулата:

където V е обемът на газа, V m е моларният обем, n е количеството вещество, измерено в молове.

Второто заключение от закона на Авогадро се отнася до изчисляването на относителната плътност на газ (ρ). Плътността се изчислява по формулата m/V. Ако вземем предвид 1 мол газ, тогава формулата за плътност ще изглежда така:

ρ (газ) = ​​M/V m,

където М е масата на един мол, т.е. моларна маса.

За да се изчисли плътността на един газ от друг газ, е необходимо да се знае плътността на газовете. Общата формула за относителната плътност на газ е следната:

D(y)x = ρ(x) / ρ(y),

където ρ(x) е плътността на единия газ, ρ(y) е плътността на втория газ.

Ако заместим изчислението на плътността във формулата, получаваме:

D (y) x \u003d M (x) / V m / M (y) / V m.

Моларният обем намалява и остава

D(y)x = M(x) / M(y).

Обмисли практическа употребазакон на примера на две задачи:

• Колко литра CO 2 ще се получат от 6 mol MgCO 3 в реакцията на разлагане на MgCO 3 в магнезиев оксид и въглероден диоксид (n.o.)?
• Каква е относителната плътност на CO 2 за водорода и за въздуха?

Нека първо решим първия проблем.

n(MgCO3) = 6 mol

MgCO 3 \u003d MgO + CO 2

Количеството магнезиев карбонат и въглероден диоксид е еднакво (по една молекула), следователно n (CO 2) \u003d n (MgCO 3) \u003d 6 mol. От формулата n \u003d V / V m можете да изчислите обема:

V = nV m , т.е. V (CO 2) \u003d n (CO 2) ∙ V m \u003d 6 mol ∙ 22,4 l / mol = 134,4 l

Отговор: V (CO 2) \u003d 134,4 l

Решение на втория проблем:

• D (H2) CO 2 \u003d M (CO 2) / M (H 2) \u003d 44 g / mol / 2 g / mol \u003d 22;
• D (въздух) CO 2 \u003d M (CO 2) / M (въздух) \u003d 44 g / mol / 29 g / mol = 1,52.

Ориз. 3. Формули за количеството на веществото по обем и относителна плътност.

Формулите на закона на Авогадро работят само за газообразни вещества. Те не се отнасят за течности и твърди вещества.

Какво научихме?

Според формулировката на закона равни обеми газове при еднакви условия съдържат еднакъв брой молекули. При нормални условия (n.c.) стойността на моларния обем е постоянна, т.е. V m за газове винаги е 22,4 l/mol. От закона следва, че същият брой молекули на различни газове при нормални условия заемат един и същ обем, както и относителната плътност на един газ в друг - съотношението на моларната маса на един газ към моларната маса на втория газ.

Тематическа викторина

Доклад за оценка

Среден рейтинг: четири . Общо получени оценки: 261.

Доктор на физико-математическите науки Евгений Мейлихов

Въведение (съкратено) към книгата: Мейлихов Е. З. Числото на Авогадро. Как да видите атом. - Dolgoprudny: Издателска къща "Интелект", 2017 г.

Италианският учен Амедео Авогадро, съвременник на А. С. Пушкин, е първият, който разбира, че броят на атомите (молекулите) в един грам-атом (мол) на веществото е еднакъв за всички вещества. Познаването на това число отваря пътя за оценка на размера на атомите (молекулите). По време на живота на Авогадро неговата хипотеза не получи необходимото признание.

Историята на числото Авогадро е тема на нова книга на Евгений Залманович Мейлихов, професор в Московския физико-технологичен институт, главен изследовател в Националния изследователски център "Курчатовски институт".

Ако в резултат на някаква световна катастрофа цялото натрупано знание бъде унищожено и само една фраза ще стигне до бъдещите поколения живи същества, тогава кое твърдение, съставено от най-малък брой думи, ще донесе най-много информация? Вярвам, че това е атомната хипотеза: ... всички тела са съставени от атоми - малки тела, които са в постоянно движение.
Р. Файнман. Фейнманови лекции по физика

Числото на Авогадро (константа на Авогадро, константа на Авогадро) се определя като броя на атомите в 12 грама от чистия изотоп въглерод-12 (12 C). Обикновено се обозначава като N A, по-рядко L. Стойността на числото на Авогадро, препоръчана от CODATA (работна група по фундаментални константи) през 2015 г.: N A = 6,02214082(11) 10 23 mol -1. Един мол е количеството вещество, което съдържа N A структурни елементи (т.е. толкова елементи, колкото има атоми в 12 g 12 C), а структурните елементи обикновено са атоми, молекули, йони и т.н. По дефиниция атомният единица маса (a.e.m.) е равна на 1/12 от масата на атом 12 C. Един мол (грам-мол) от вещество има маса (моларна маса), която, изразена в грамове, е числено равно на молекулното тегло на това вещество (изразено в единици атомна маса). Например: 1 mol натрий има маса 22,9898 g и съдържа (приблизително) 6,02 10 23 атома, 1 mol калциев флуорид CaF 2 има маса (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g и съдържа (приблизително) 6 . 02 10 23 молекули.

В края на 2011 г. на XXIV Генерална конференция по мерки и теглилки беше единодушно прието предложение за дефиниране на мола в бъдеща версия на Международната система от единици (SI) по такъв начин, че да се избегне обвързването му с определението от грама. Предполага се, че през 2018 г. бенката ще се определя директно от числото на Авогадро, на което ще бъде присвоена точна (без грешка) стойност въз основа на резултатите от измерването, препоръчани от CODATA. Засега числото на Авогадро не се приема по дефиниция, а е измерена стойност.

Тази константа е кръстена на известния италиански химик Амедео Авогадро (1776-1856), който, въпреки че самият той не знае това число, разбира, че това е много голяма стойност. В зората на развитието на атомната теория Авогадро излага хипотеза (1811 г.), според която при една и съща температура и налягане равни обеми идеални газове съдържат еднакъв брой молекули. По-късно беше доказано, че тази хипотеза е следствие от кинетичната теория на газовете и сега е известна като закон на Авогадро. Може да се формулира по следния начин: един мол от всеки газ при същата температура и налягане заема същия обем, при нормални условия равен на 22,41383 литра (нормалните условия съответстват на налягане P 0 = 1 atm и температура T 0 = 273,15 K ). Това количество е известно като моларен обем на газа.

Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен през 1865 г. от J. Loschmidt. От неговите изчисления следва, че броят на молекулите на единица обем въздух е 1,8·10 18 cm -3, което, както се оказа, е около 15 пъти по-малко от правилната стойност. Осем години по-късно J. Maxwell дава много по-близка оценка до истината - 1,9·10 19 cm -3. Накрая, през 1908 г. Перин дава вече приемлива оценка: N A = 6,8·10 23 mol -1 числото на Авогадро, намерено от експерименти върху брауновото движение.

Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро и по-точни измервания показват, че в действителност има (приблизително) 2,69 x 10 19 молекули в 1 cm 3 идеален газ при нормални условия. Това количество се нарича число на Лошмид (или константа). То съответства на числото на Авогадро N A ≈ 6,02·10 23 .

Числото на Авогадро е една от важните физически константи, изиграли важна роля в развитието на природните науки. Но дали това е „универсална (фундаментална) физическа константа“? Самият термин не е дефиниран и обикновено се свързва с повече или по-малко подробна таблица на числените стойности на физическите константи, които трябва да се използват при решаването на проблеми. В това отношение фундаменталните физични константи често се считат за онези величини, които не са константи от природата и дължат съществуването си само на избраната система от единици (като например магнитните и електрическите вакуумни константи) или условни международни споразумения (като например например единица за атомна маса). Броят на фундаменталните константи често включва много производни величини (например газовата константа R, класическият електронен радиус r e \u003d e 2 /m e c 2 и т.н.) или, както в случая с моларния обем, стойността на някои физически параметър, свързан със специфични експериментални условия, които са избрани само от съображения за удобство (налягане 1 atm и температура 273,15 K). От тази гледна точка числото на Авогадро е наистина фундаментална константа.

Тази книга е посветена на историята и развитието на методите за определяне на това число. Епосът продължава около 200 години и на различни етапи се свързва с различни физически модели и теории, много от които не са загубили своята актуалност и до днес. Най-ярките научни умове имаха пръст в тази история - достатъчно е да посочим А. Авогадро, Дж. Лошмид, Дж. Максуел, Дж. Перин, А. Айнщайн, М. Смолуховски. Списъкът може да продължи безкрайно...

Авторът трябва да признае, че идеята за книгата не принадлежи на него, а на Лев Федорович Соловейчик, негов съученик в Московския физико-технологичен институт, човек, който се занимава с приложни изследвания и разработки, но остава романтик физик по душа. Това е човек, който (един от малкото) продължава „дори в нашия жесток век“ да се бори за истинско „висше“ физическо образование в Русия, оценява и, доколкото е възможно, насърчава красотата и елегантността на физическите идеи . Известно е, че от сюжета, който А. С. Пушкин представи на Н. В. Гогол, възникна блестяща комедия. Разбира се, тук не е така, но може би и тази книга ще бъде полезна на някого.

Тази книга не е „научно-популярен“ труд, въпреки че може да изглежда така на пръв поглед. Той обсъжда сериозна физика на някакъв исторически фон, използва сериозна математика и обсъжда доста сложни научни модели. Всъщност книгата се състои от две (невинаги рязко разграничени) части, предназначени за различни читатели – на някои може да им е интересна от историческа и химическа гледна точка, а на други да се фокусира върху физико-математическата страна на проблема. Авторът е имал предвид любознателен читател - студент от Физическия или Химическия факултет, който не е чужд на математиката и е запален по историята на науката. Има ли такива студенти? Авторът не знае точния отговор на този въпрос, но въз основа на собствения си опит се надява, че има.

Информация за книгите на издателство "Интелект" - на сайта www.id-intellect.ru