直径約1ミリメートル(mm)と10ミリメートルの長さの典型的なグラファイト鉛筆ドットを仮定すると、ドットの体積をシリンダーとして推定できます。
ボリューム≈π *(d/2)^2 * l
体積≈π *(1 mm / 2)^2 * 10 mm
ボリューム≈15.7mm³
それでは、グラファイトの密度を考えてみましょう。純粋なグラファイトの密度は、1立方センチメートルあたり約2.26グラム(g/cm³)です。ただし、鉛筆鉛には、粘土やバインダーなどの他の材料が含まれていることが多く、密度に影響を及ぼします。大まかな推定のために、グラファイト鉛筆の平均密度が約1.8 g/cm³であると仮定しましょう。
質量=密度 *ボリューム
質量≈1.8g/cm³ * 15.7mm³
質量≈0.028g
最後に、0.028 gのグラファイトの原子数を計算する必要があります。これを行うには、グラファイトの主要成分である炭素のモル質量を知る必要があります。炭素の臼歯質量は、モルあたり12.01グラム(g/mol)です。
モル数=質量 /モル質量
モル数≈0.028g / 12.01 g / mol
モル数≈0.0023モル
物質の1つのモルには、約6.022×10²³のアボガドロの原子または分子の数が含まれています。
原子数≈モル数×アボガドロの数
原子数≈0.0023モル * 6.022×10²³原子/モル
原子数≈1.39×10²¹原子
したがって、与えられた仮定を備えたグラファイト鉛筆ドットには、約1.39×10²の原子が含まれる場合があります。これは非常に大まかな推定であり、実際の原子数はいくつかの要因によって異なる場合があることに注意することが重要です。