Physique/Chimie

Question

vous pouvez m'aider svp ?

Monsieur Su : Il y a plus de molécules d’eau dans une goutte d’eau que de gouttes d’eau dans le lac Léman !
Monsieur Shi : Humm … je pense que tu te trompes…

Données :
- 1,0 mL d’un compte-gouttes contient 20 gouttes. - Masse d’une molécule d’eau : meau = 3,0x10-26 kg - On peut modéliser le lac Léman par un parallélépipède rectangle de longueur 100 km, de largeur 10 km et de profondeur 100 m. - 1 dm3 = 1 L - reau = 1000 kg/m3 = 1 kg/dm3 = 1 g/mL
Qui de Monsieur Su ou Monsieur Shi a raison ?

1 Réponse

  • Bonjour,

    Monsieur Su :

    1,0 mL contient 20 gouttes. Donc 1 goutte a un volume de :

    V(goutte) = 1,0/20 mL = 0,05 mL

    Sa masse est donc de : m(goutte) = V(goutte) x ρ(eau)

    avec ρ(eau) = 1 g/mL

    Soit : m(goutte) = 0,05 x 1 = 0,05 g

    Masse d'un molécule d'eau : m(eau) = 3,0.10⁻²⁶ kg = 3,0.10⁻²³ g

    Donc la goutte d'eau contient :

    N(molécules) = m(goutte)/m(eau)

    Soit : N(molécules) = 0,05/3,0.10⁻²³ ≈ 1,7.10²¹ molécules.

    Monsieur Shi :

    Le volume du lac est de :

    V(lac) = Longueur x largeur x profondeur

    Soit : V(lac) = 100 x 10 x 0,1 = 100 km³     (attention : profondeur en km)

    1 km³ = (1000 m)³ = (10³)³ = 10⁹ m³

    Donc V(lac) = 100 x 10⁹ m³ = 10¹¹ m³

    Et 1 m³ = 1000 L = 10³ L

    Donc V(lac) = 10³ x 10¹¹ L = 10¹⁴ L

    Soit encore, pour obtenir la même unité que le volume d'une goutte :

    V(lac) = 10¹⁷ mL

    Nombre de gouttes dans le lac :

    N(gouttes) = V(lac)/V(goutte)

    Soit : N(gouttes) = 10¹⁷/0,05 = 2.10¹⁸

    Conclusion :

    Une goutte d'eau contient environ 1,7.10²¹ molécules.

    Le lac Léman contient environ 2.10¹⁸ gouttes d'eau.

    M. Su avait raison...

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