Quanti atomi ci sono nel cervello umano?

Possiamo calcolare il numero di atomi nella tua testa se conosciamo la densità e una costante chiamata numero di Avogadro. Questa è davvero solo una stima, ma sarà una buona stima. L'equazione è abbastanza semplice. Il numero di atomi di QUALSIASI sostanza in un volume è:

# di atomi = N * (densità) * volume / (peso molecolare).

N è una costante chiamata numero di Avogadro ed è uguale a 6.022*10^23 atomi/mole. Può anche essere molecole per mole. Nella formula di cui sopra la densità per il volume è solo la massa. Se sai quanto è pesante qualcosa o quali sono il suo volume e la sua densità, puoi farlo facilmente.

Iniziamo con un semplice problema. Un litro d'acqua è 1000 centimetri cubici. L'acqua è facile perché ogni centimetro cubo ha 1 grammo di massa. L'acqua è composta da 2 atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. L'idrogeno ha un peso atomico di 1 e l'ossigeno ha un peso atomico di 16. L'acqua ha un peso molecolare di 18. Il litro d'acqua ha 1000 grammi. Il numero di moli è 1000/18 = 55,556 moli. Il numero di molecole è quindi 6,022*10 ^ 23 * 55,556 = 3,346*10^25 molecole. Il numero di atomi è 3 volte maggiore perché ogni molecola ha tre atomi, quindi ci sono 1,0038*10^26 atomi in un litro d'acqua.

Ora sappiamo abbastanza per rispondere alla tua domanda. Una tipica testa umana pesa circa 10 - 12 libbre. Siamo costituiti principalmente da acqua. Quando andate a nuotare avrete probabilmente notato che quasi tutti galleggiano con solo una parte della testa fuori dall'acqua. Questa osservazione vi porterà a concludere che la nostra densità è molto vicina a quella dell'acqua. Armati di tutto questo possiamo stimare il numero di atomi nella tua testa. Una libbra è 454 grammi, quindi una testa umana di 10 libbre è 4.540 grammi. Se assumo che siamo per lo più acqua in media perché la nostra densità media è approssimativamente quella dell'acqua allora posso usare le informazioni di cui sopra sull'acqua per ottenere la risposta.

Moli per testa = (4.540 grammi) / (18 grammi/mole) = 252.22 moli
Molecole per mole = 6.022*10^23 * 252.22 moli = 1.519*10^26 molecole
Atomi per testa = 3 * molecole = 4.56*10^26

Ci sono 456 trilioni di trilioni di atomi! Avogadro era un fisico italiano che descrisse per la prima volta la costante di Avogadro come ipotesi nel 1811. Stava cercando di capire perché nelle reazioni chimiche che coinvolgono i gas l'osservazione che volumi uguali di gas diversi avevano lo stesso numero di moli. Questo era vero anche quando le masse erano molto diverse. L'idea che una mole di qualsiasi sostanza ha esattamente lo stesso numero di atomi (o molecole), non importa di cosa sia fatta la sostanza, è stata spiegata da Avogadro e il suo nome è rimasto attaccato al suo numero da allora.