Привет. Сегодня погода не балует теплом, и поэтому я решил поразмышлять вот на какую тему – сколько атомов содержит человеческое тело? Почему именно эта тема была выбрана? Просто до звёзд нам никогда не долететь, а прикоснуться к чему-то глобальному хочется. Поэтому давайте «спустимся» туда, вниз, на микроуровень, и побродим там среди атомов и электронов.
Итак, начнём.
Совершенно очевидно, что количество атомов, которое содержит человеческое тело, зависит от его массы. Учитывая, что масса моего тела может шокировать даже типичную домохозяйку среднего Запада США, я возьму за основу массу тела Ларисы Дмитриевны, моего ассистента и родственника по совместительству. Не волнуйтесь, никто не пострадает.
Итак, мы имеем 55 килограммов человеческого тела ростом 1 метр 78 сантиметров. Что дальше?
Чтобы узнать количество атомов в человеке, первое, что нужно сделать – это определить, из каких элементов оно состоит.
Несмотря на всю внешнюю привлекательность и странные мысли в голове, логично предположить, что атомы, из которых состоит Лариса Дмитриевна, не представляют собой ничего особенного. Интересен лишь порядок, в котором они были объединены, создавая органические молекулы. Именно он придаёт нам всем индивидуальность и неповторимость.
С точки зрения основных составляющих наш подопытный представляет собой, как и любой другой человек, просто набор, состоящий из атомов кислорода, водорода, углерода, кальция, азота, фосфора (это самые важные), магния, натрия, калия, серы и т. д. (их поменьше) и ещё более чем 40 различных химических элементов.
Чтобы вычислить количество атомов, содержащихся в любом человеке, нужно понимать, сколько килограммов его массы тела соответствует кислороду, сколько водороду, углероду и т. д. Как только мы это поймём, то дальше всё будет делом техники.
Опустим нудные вычисления и просто будем опираться на факты. Итак, науке известно, что 65% массы нашего тела составляет кислород, 18% — углерод, 10% водород, 3% азот, 1,5% — кальций и 1% — фосфор. Остальные 1,5% распределяются среди остальных элементов в очень небольших количествах.
Итак, вот вам рецепт изготовления индивидуальной Ларисы Дмитриевны на дому своими руками: возьмите 35,75 кг кислорода, 9,9 кг углерода, 5,5 кг водорода, 1,65 кг азота, 0,83 кг кальция, 0,55 кг фосфора и 0,82 кг 40 других химических элементов. Смешайте всё это, и варите на медленном огне, помешивая по часовой стрелке, до готовности (шутка).
Теперь нам нужно выяснить, сколько атомов кислорода содержится в 35,75 кг нашего персонажа, сколько атомов углерода в 9,9 кг, и так далее для всех компонентов.
Закон Авогадро
Учитывая, насколько малы атомы, их подсчёт кажется невыполнимой задачей, однако физики и химики делают это с большой лёгкостью. Этим они обязаны таким учёным, как Амадео Авогадро, итальянскому юристу, который в начале XIX века оставил изучение права, чтобы посвятить себя науке. Авогадро изучал физику и математику, и сумел стать профессором физики Туринского университета.
В 1811 году он сформулировал прославившую его гипотезу под названием «закон Авогадро». Звучит он так: два равных объёма различных чистых газов при одинаковых условиях давления и температуры содержат одинаковое число молекул.
Не буду вдаваться в подробности того, как именно учёные использовали впоследствии этот закон, там много сложного, а эта статья – не лекция по физике. Упомянут Авогадро был лишь потому, что именно его изыскания помогают теперь в подобных сегодняшнему вычислениях.
Прейдём сразу же к главному.
Так сколько же атомов в теле Ларисы? Расчёты показывают, что в теле нашей героини 1,34 10^27 атомов кислорода, 3,31 10^27 атомов водорода, 4,9 10^26 углерода. И ещё по мелочам. Итого примерно 5 292 000 000 000 000 000 000 000 000 атомов.
Осталось их соединить правильным образом, и вы получите точную копию Ларисы Дмитриевны со всеми её положительными качествами и недостатками.
Все мы — сущности, состоящие из невообразимого количества атомов. Настолько невообразимого, что я даже не знаю, как называется то число, которое получилось в итоге.
Но оно на шесть порядков больше, чем звёзд в наблюдаемой части Вселенной!
В каждом человеке!
Всем добра.
