* 鉛筆鉛組成: 鉛筆「リード」は実際にはリードではありません。グラファイト(炭素)と粘土の混合物です。これらの材料の比率は、鉛筆の硬度によって異なります。
* チップサイズ: 鉛筆の先端は、さまざまなサイズに削り、存在する原子の数に影響を与えます。
* 原子配置: 原子は、グラファイトと粘土内の複雑な格子構造に配置されています。先端で露出する原子の正確な数は、この格子の方向に依存します。
推定するために、いくつかの仮定を行うことができます:
* 標準の鉛筆を仮定します: 先端の直径は1 mm(0.001メートル)の直径を持っているとしましょう。
* 純粋なグラファイトを想定: これにより、計算が簡素化されます。
* グラファイトの密度を使用してください: グラファイトの密度は約2.25 g/cm³です。
* 先端の体積を計算します: シリンダーの体積(ほぼ円筒形の先端を仮定)はπr²hです。直径1 mmの半径は0.5 mm(0.0005メートル)です。 1 mmの先端の高さを想定すると、体積は約7.85 x10⁻m³です。
* ボリュームを質量に変換: 密度を使用すると、グラファイトチップの質量は約1.77 x 10 µgramsです。
* 炭素原子の数を計算します: 炭素の臼歯質量は12 g/molです。これを使用して、質量をモルに変換し、Avogadroの数(6.022 x10²³原子/mol)を使用して原子に変換できます。
この非常に大まかな推定は、鉛筆の先端に10¹⁴炭素原子のオーダーがあることを示唆しています。
ただし、これは単なる近似であることを忘れないでください。実際の数は、特定の鉛筆と先端の形状に応じて、はるかに高くまたは低くなる可能性があります。