Moleküle der Luft
AFB I–IILuft besteht vor allem aus Stickstoffmolekülen (N₂) und Sauerstoffmolekülen (O₂), dazu kommen Argonatome (Ar, 40 u) und wenige Kohlenstoffdioxidmoleküle (CO₂).
- Berechne die Masse eines N₂-, eines O₂- und eines CO₂-Moleküls in u.
- Ordne die vier Teilchensorten nach ihrer Masse.
- Erkläre, warum sich Kohlenstoffdioxid in Senken und Kellern sammeln kann.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
N₂: 28 u; O₂: 32 u; CO₂: 12 u + 32 u = 44 u.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
N₂ (28 u) < O₂ (32 u) < Ar (40 u) < CO₂ (44 u).
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Kohlenstoffdioxid-Moleküle sind schwerer als die meisten Luftteilchen. Ein Gasvolumen aus CO₂ ist deshalb schwerer als gleich viel Luft und sinkt nach unten, wenn es nicht verwirbelt wird.
Ein Molekül Zucker
AFB II–IIIHaushaltszucker hat die Formel C₁₂H₂₂O₁₁. Ein Zuckerwürfel wiegt etwa 3 g.
- Berechne die Masse eines Zuckermoleküls in u.
- Rechne die Masse eines Zuckermoleküls in Gramm um (1 u = 1,66 · 10⁻²⁴ g).
- Schätze ab, wie viele Moleküle ein Zuckerwürfel enthält, und beurteile, ob man sie zählen könnte.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
12 · 12 u + 22 · 1 u + 11 · 16 u = 144 u + 22 u + 176 u = 342 u.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
342 · 1,66 · 10⁻²⁴ g ≈ 5,7 · 10⁻²² g.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
N ≈ 3 g : 5,7 · 10⁻²² g ≈ 5 · 10²¹ Moleküle. Selbst mit einer Million Molekülen pro Sekunde bräuchte man über 100 Millionen Jahre — Zählen ist unmöglich, Wiegen geht.