¿Cuál es el grosor, en átomos, de una hoja de papel?

Una respuesta dada a ¿Cuántos átomos usa un libro para almacenar un bit de información? determinó el peso atómico de la celulosa (C6H10O5)

  • Peso atómico estándar de carbono: 12.0107
  • Peso atómico estándar de hidrógeno: 1.00794
  • Peso atómico estándar de oxígeno: 15.9994
  • Peso atómico de celulosa = 12.0107 * 6 + 1.00794 * 10 + 15.9994 * 5 = 162.1406

El peso de una hoja A4 típica es de 5 g (densidad del papel).

Moléculas en hoja A4: 5 / 162.14 * 6.0221E23 = 1.85E22

La densidad de celulosa es de 1.5 g / cm ^ 3.

El volumen de una hoja A4 es 5 / 1.5 = 3.3 cm ^ 3.

La superficie de una hoja A4 es de 623,7 cm ^ 2 (Toda la información sobre la hoja de papel A4).

El grosor de una hoja A4 es 3.3 / 623.7 = 5.3E-3 cm.

Espesor en las moléculas: (1.85E22 / 3.3) ^ (1/3) * 5.3E-3 = 94.151 moléculas.

Espesor en átomos: (1.85E22 * 21 / 3.3) ^ (1/3) * 5.3E-3 = 259.758 átomos.

Según mi estimación, una hoja de papel de copia tiene un grosor de aproximadamente 0.0098 cm. Un átomo de carbono tiene aproximadamente 2.2X10 ^ -8 cm de espesor. * Por lo tanto, una hoja de papel tiene 445,455 átomos de espesor.

* Fuente: Departamento de Física de la Universidad Estatal de Georgia.

Un grosor típico de un trozo de papel es de 0,1 mm. Eso significa una diezmilésima de metro, o 10 ^ -4 metros de espesor. (1)

Luego, tome la longitud promedio de enlace carbono-carbono. Encontramos que tiene 154 picómetros, es decir, 154 x 10 ^ -12 metros de largo. (2)

Ahora, tome el grosor y divida por la longitud de enlace promedio, obtenemos

10 ^ -4 / 154 x 10 ^ -12 = 649,350.6 enlaces.

Como los átomos no tienen grosor, es típico en el lenguaje intercambiar la cantidad total de enlaces con grosor en los átomos.

Entonces, para responder, ¡el papel tiene aproximadamente 650,000 átomos de espesor!

(1) espesor de un trozo de papel
(2) Longitudes de enlace y energías

Dependería de qué forma alotrópica de carbono, la forma amorfa, la forma de grafito o la forma de diamante. Las respuestas serán muy diferentes no solo en cada caso sino también en la orientación de la red en cada una de esas formas.
Puede usar un medidor de tornillo para calcular el grosor del papel.

¡Ja, todos tienen respuestas diferentes! Salida del campo de juego para aproximación.

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