Հրահանգներ

Առաջադրանքը հաղթահարելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել հարաբերական խտության բանաձևերը.

Նախ գտեք ամոնիակի հարաբերական մոլեկուլային քաշը, որը կարելի է հաշվարկել աղյուսակից D.I. Մենդելեևը։

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, հետևաբար
Պարոն (NH3) = 14 + 3 = 17

Ստացված տվյալները փոխարինեք օդով հարաբերական խտությունը որոշելու բանաձևով.
D (օդ) = Mr (ամոնիակ) / Mr (օդ);
D (օդ) = Mr (ամոնիակ) / 29;
D (օդ) = 17/29 = 0,59:

Օրինակ թիվ 2. Հաշվե՛ք ամոնիակի հարաբերական խտությունը ջրածնի համար:

Տվյալները փոխարինեք բանաձևով՝ ջրածնի հարաբերական խտությունը որոշելու համար.
D (ջրածին) = Mr (ամոնիակ) / Mr (ջրածին);
D (ջրածին) = Mr (ամոնիակ) / 2;
D (ջրածին) = 17/2 = 8,5:

Ջրածինը (լատիներեն «Hydrogenium» - «առաջացնող ջուր») պարբերական համակարգի առաջին տարրն է։ Այն լայնորեն տարածված է, գոյություն ունի երեք իզոտոպների՝ պրոտիումի, դեյտերիումի և տրիտիումի տեսքով։ Ջրածինը թեթև անգույն գազ է (14,5 անգամ ավելի թեթև, քան օդը): Այն շատ պայթյունավտանգ է, երբ խառնվում է օդի և թթվածնի հետ: Օգտագործվում է քիմիական, Սննդի Արդյունաբերությունև նաև որպես շարժիչ: Օգտագործման իրագործելիության վերաբերյալ ուսումնասիրություններ են իրականացվում ջրածինըորպես վառելիք ավտոմոբիլային շարժիչների համար։ Խտություն ջրածինը(ինչպես ցանկացած այլ գազ) կարող եք սահմանել տարբեր ճանապարհներ.

Հրահանգներ

Նախ, հիմնվելով խտության համընդհանուր սահմանման վրա՝ նյութի քանակությունը միավորի ծավալով: Այն դեպքում, երբ այն գտնվում է փակ նավի մեջ, գազի խտությունը որոշվում է տարրականորեն (M1 - M2) / V բանաձևով, որտեղ M1-ը գազով նավի ընդհանուր զանգվածն է, M2-ը դատարկ նավի զանգվածն է: , իսկ V-ն անոթի ներքին ծավալն է։

Եթե ​​պահանջվում է խտությունը որոշելու համար ջրածինըՈւնենալով այնպիսի նախնական տվյալներ, ինչպիսիք են, այստեղ օգնության է գալիս իդեալական գազի վիճակի համընդհանուր հավասարումը կամ Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարումը. PV = (mRT) / M:
P - գազի ճնշում
V - դրա ծավալը
R - ունիվերսալ գազի հաստատուն
T-ը գազի ջերմաստիճանն է Կելվինում
M - գազի մոլային զանգված
m-ը գազի իրական զանգվածն է:

Իդեալական գազ է համարվում այն ​​մաթեմատիկական գազը, որտեղ մոլեկուլների պոտենցիալ էներգիան՝ համեմատած նրանց կինետիկ էներգիայի հետ, կարող է անտեսվել։ Գազի իդեալական մոդելում մոլեկուլների միջև չկան ձգողական կամ վանող ուժեր, իսկ մասնիկների բախումները այլ մասնիկների կամ անոթի պատերի հետ բացարձակ առաձգական են։

Իհարկե, ոչ ջրածինը, ոչ էլ որևէ այլ գազ իդեալական չէ, բայց այս մոդելը թույլ է տալիս հաշվարկներ կատարել բավականաչափ բարձր ճշգրտությամբ մթնոլորտային ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանի մոտ: Օրինակ՝ տրված առաջադրանքը՝ գտնել խտությունը ջրածինը 6 ճնշման և 20 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում:

Նախ, բոլոր սկզբնական արժեքները փոխարկեք SI համակարգին (6 մթնոլորտ = 607950 Պա, 20 աստիճան C = 293 աստիճան Կ): Այնուհետև գրեք Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարումը PV = (mRT) / M: Փոխակերպեք այն որպես P = (mRT) / MV: Քանի որ m/V-ը խտություն է (նյութի զանգվածի հարաբերակցությունն իր ծավալին), դուք ստանում եք խտություն. ջրածինը= PM / RT, և մենք ունենք լուծման համար անհրաժեշտ բոլոր տվյալները: Դուք գիտեք ճնշումը (607950), ջերմաստիճանը (293), գազի համընդհանուր հաստատունը (8.31), մոլային զանգվածը ջրածինը (0,002).

Փոխարինելով այս տվյալները բանաձևի մեջ՝ ստանում եք՝ խտություն ջրածինըճնշման և ջերմաստիճանի տվյալ պայմաններում հավասար է 0,499 կգ/խմ կամ մոտ 0,5:

Աղբյուրներ:

• ինչպես գտնել ջրածնի խտությունը

Խտություն- սա նյութի բնութագրիչներից մեկն է, նույնը, ինչ զանգվածը, ծավալը, ջերմաստիճանը, մակերեսը: Այն հավասար է զանգվածի և ծավալի հարաբերակցությանը։ Հիմնական խնդիրն է սովորել, թե ինչպես հաշվարկել այս արժեքը և իմանալ, թե ինչից է այն կախված:

Հրահանգներ

Խտություննյութի զանգվածի և ծավալի թվային հարաբերակցությունն է։ Եթե ​​ցանկանում եք որոշել նյութի խտությունը, և գիտեք դրա զանգվածն ու ծավալը, ապա խտությունը գտնելը ձեզ համար դժվար չի լինի։ Այս դեպքում խտությունը գտնելու ամենահեշտ ձևը p = m / V է: SI համակարգում այն ​​կգ / մ ^ 3 է: Այնուամենայնիվ, այս երկու արժեքները հեռու են միշտ տրված լինելուց, այնպես որ դուք պետք է իմանաք մի քանի եղանակներ, որոնց միջոցով կարող եք հաշվարկել խտությունը:

ԽտությունԱյն ունի տարբեր իմաստներկախված նյութի տեսակից. Բացի այդ, խտությունը տարբերվում է աղիության աստիճանից և ջերմաստիճանից: Ջերմաստիճանի նվազման դեպքում խտությունը մեծանում է, իսկ աղի աստիճանի նվազման դեպքում նվազում է նաև խտությունը։ Օրինակ, Կարմիր ծովի խտությունը դեռ բարձր է համարվում, մինչդեռ Բալթիկ ծովում այն ​​արդեն ավելի ցածր է։ Բոլորդ էլ նկատել եք, որ եթե այն լցնեք ջրի մեջ, այն վեր է լողում։ Այս ամենը պայմանավորված է նրանով, որ այն ավելի ցածր խտություն ունի, քան ջուրը։ Մետաղներն ու քարե նյութերը, ընդհակառակը, խորտակվում են, քանի որ դրանց խտությունն ավելի մեծ է։ Մարմինների խտության հիման վրա առաջացել է նրանց լողալու մասին։

Լողացող մարմինների տեսության շնորհիվ, որով կարելի է գտնել մարմնի խտությունը, ջուրը, ամբողջ մարմնի ծավալը և սուզված մասի ծավալը։ Այս բանաձևն ունի Vimmer ձևը: մասեր / V մարմին = p մարմին / p հեղուկ Հետևում է, որ մարմնի խտությունը կարելի է գտնել հետևյալ կերպ. p մարմին = V ընկղմում: մասեր * p հեղուկ / V մարմին Այս պայմանը բավարարվում է աղյուսակային տվյալների և նշված ծավալների V ընկղման հիման վրա: մարմնի մասերը և V.

Առնչվող տեսանյութեր

Հուշում 4. Ինչպես հաշվարկել նյութի հարաբերական մոլեկուլային քաշը

Հարաբերական մոլեկուլային քաշը անչափ մեծություն է, որը ցույց է տալիս, թե մոլեկուլի զանգվածը քանի անգամ է մեծ ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ից։ Ըստ այդմ՝ ածխածնի ատոմի զանգվածը 12 միավոր է։ Որոշեք հարաբերական մոլեկուլային քաշը քիմիական միացությունդա հնարավոր է գումարել ատոմների զանգվածները, որոնք կազմում են նյութի մոլեկուլը:

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի

• - գրիչ;
• - նշումների թուղթ;
• - հաշվիչ;
• - Մենդելեևի աղյուսակ.

Հրահանգներ

Պարբերական աղյուսակում գտե՛ք այս մոլեկուլը կազմող տարրերի բջիջները: Յուրաքանչյուր նյութի համար հարաբերական ատոմային զանգվածների (Ar) արժեքները նշված են բջիջի ստորին ձախ անկյունում: Վերաշարադրեք դրանք՝ կլորացված մինչև ամբողջ թիվ՝ Ar (H) - 1; Ար (Պ) - 31; Ար (Օ) - 16։

Որոշե՛ք միացության հարաբերական մոլեկուլային քաշը (Mr). Դա անելու համար յուրաքանչյուր տարրի ատոմային զանգվածը բազմապատկեք ատոմների քանակով: Այնուհետև ավելացրեք ստացված արժեքները: Օրթոֆոսֆորական թթվի համար՝ Mr (n3po4) = 3 * 1 + 1 * 31 + 4 * 16 = 98:

Հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը թվային առումով նույնն է նյութի մոլային զանգվածին։ Որոշ առաջադրանքներ օգտագործում են այս հղումը: Օրինակ՝ 200 Կ ջերմաստիճանի և 0,2 ՄՊա ճնշման դեպքում գազը ունի 5,3 կգ/մ3 խտություն: Որոշեք նրա հարաբերական մոլեկուլային քաշը:

Օգտագործեք Մենդելեև-Կլիպերոնի հավասարումը իդեալական գազի համար. PV = mRT / M, որտեղ V-ը գազի ծավալն է, m3; m-ը տվյալ գազի ծավալի զանգվածն է, կգ; M-ը գազի մոլային զանգվածն է, կգ/մոլ; R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է: R = 8,314472 մ2 կգ s-2 K-1 Mol-1; T - գազ, K; P - բացարձակ ճնշում, Pa. Արտահայտե՛ք մոլային զանգվածը այս հարաբերությունից՝ M = mRT / (PV):

Ինչպես գիտեք, խտությունները՝ p = m/V, kg/m3: Միացրեք այն արտահայտության մեջ՝ M = pRT / P: Որոշեք գազի մոլային զանգվածը՝ M = 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) = 0,044 կգ / մոլ: Գազի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը՝ Mr = 44։ Կարելի է ենթադրել, որ դա ածխաթթու գազ է՝ Mr (CO2) = 12 + 16 * 2 = 44։

Աղբյուրներ:

• հաշվարկել հարաբերական մոլեկուլային կշիռները

Քիմիական լաբորատորիաներում եւ ընթացքում քիմիական փորձերտանը հաճախ անհրաժեշտ է լինում որոշել նյութի հարաբերական խտությունը։ Հարաբերական խտությունը որոշակի պայմանների դեպքում որոշակի նյութի խտության հարաբերությունն է մյուսի խտությանը կամ հղված նյութի խտությանը, որի համար վերցվում է թորած ջուր: Հարաբերական խտությունը արտահայտվում է որպես վերացական թիվ։

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի

• - աղյուսակներ և տեղեկատու գրքեր;
• - հիդրոմետր, պիկնոմետր կամ հատուկ կշեռք:

Հրահանգներ

Որոշեք նյութերի հարաբերական խտությունը թորած ջրի խտության նկատմամբ՝ d = p/p0 բանաձևով, որտեղ d-ը ցանկալի հարաբերական խտությունն է, p-ն փորձարկվող նյութի խտությունը, p0-ը հղվող նյութի խտությունը: Վերջին պարամետրը աղյուսակային է և որոշվում է բավականին ճշգրիտ. 20оС ջերմաստիճանում ջուրն ունի 998,203 կգ/մ3 խտություն, իսկ առավելագույն խտության հասնում է 4оС – 999,973 կգ/մ3: Հաշվարկներ կատարելուց առաջ հիշեք, որ p և p0-ը պետք է արտահայտվեն նույն չափման միավորով։

Բացի այդ, նյութի հարաբերական խտությունը կարելի է գտնել ֆիզիկական և քիմիական տեղեկատու գրքերում: Հարաբերական խտության թվային արժեքը միշտ հավասար է նույն նյութի հարաբերական տեսակարար կշռին նույն պայմաններում։ Եզրակացություն. օգտագործեք հարաբերականների աղյուսակները հատուկ կշիռներճիշտ այնպես, կարծես դրանք հարաբերական խտության աղյուսակներ լինեն:

Հարաբերական խտությունը որոշելիս միշտ հաշվի առեք փորձարկման և հղման նյութի ջերմաստիճանը: Փաստն այն է, որ նյութերի խտությունը նվազում է և ավելանում սառեցման հետ: Եթե ​​փորձարկման նյութի ջերմաստիճանը տարբերվում է տեղեկանքից, կատարեք ուղղում: Հաշվեք այն որպես հարաբերական խտության միջին փոփոխություն 1 ° C-ով: Փնտրեք անհրաժեշտ տվյալները ջերմաստիճանի ուղղումների նոմոգրամների վերաբերյալ:

Համար արագ հաշվարկհեղուկների հարաբերական խտությունը գործնականում օգտագործել հիդրոմետր: Հարաբերական և չոր նյութը չափելու համար օգտագործեք պիկնոմետրեր և հատուկ կշեռքներ: Դասական հիդրոմետրը ապակե խողովակ է, որը ընդլայնվում է ներքեւում: Խողովակի ստորին վերջում կա ջրամբար կամ հատուկ նյութ: Խողովակի վերևում կան բաժանումներ, որոնք ցույց են տալիս փորձարկման նյութի հարաբերական խտության թվային արժեքը: Շատ հիդրոմետրեր լրացուցիչ հագեցած են ջերմաչափերով՝ հետազոտվող նյութի ջերմաստիճանը չափելու համար:

Ավոգադրոյի օրենքը

Գազային նյութի մոլեկուլների հեռավորությունը միմյանցից կախված է արտաքին պայմաններ: ճնշում և ջերմաստիճան: Նույն արտաքին պայմաններում տարբեր գազերի մոլեկուլների միջև բացերը նույնն են: Ավոգադրոյի օրենքը, որը հայտնաբերվել է 1811 թվականին, ասում է. տարբեր գազերի հավասար ծավալները նույն արտաքին պայմաններում (ջերմաստիճան և ճնշում) պարունակում են. նույն թիվըմոլեկուլները. Նրանք. եթե V1 = V2, T1 = T2 և P1 = P2, ապա N1 = N2, որտեղ V-ը ծավալն է, T-ը ջերմաստիճանն է, P-ն ճնշում է, N-ը գազի մոլեկուլների թիվն է («1» ինդեքս մեկ գազի համար, «2» - ուրիշի համար):

Ավոգադրոյի օրենքի առաջին հետևանքը, մոլային ծավալը

Ավոգադրոյի օրենքի առաջին հետևանքն ասում է, որ ցանկացած գազերի նույն թվով մոլեկուլները նույն պայմաններում զբաղեցնում են նույն ծավալը. V1 = V2 N1 = N2, T1 = T2 և P1 = P2: Ցանկացած գազի մեկ մոլի ծավալը (մոլային ծավալը) հաստատուն է։ Հիշեցնենք, որ 1 մոլը պարունակում է Ավոգադրովոյի մասնիկների քանակը՝ 6,02x10 ^ 23 մոլեկուլ։

Այսպիսով, գազի մոլային ծավալը կախված է միայն ճնշումից և ջերմաստիճանից։ Գազերը սովորաբար համարվում են նորմալ ճնշման և նորմալ ջերմաստիճան 273 Կ (0 աստիճան Ցելսիուս) և 1 ատմ (760 մմ ս.ս., 101325 Պա): Այս նորմալ պայմաններում, որոնք կոչվում են «n.u», ցանկացած գազի մոլային ծավալը 22,4 լ/մոլ է: Իմանալով այս արժեքը՝ կարող եք հաշվարկել ցանկացած զանգվածի և գազի ցանկացած քանակի ծավալը։

Ավոգադրոյի օրենքի երկրորդ հետեւանքը՝ գազերի հարաբերական խտությունները

Գազերի հարաբերական խտությունները հաշվարկելու համար կիրառվում է Ավոգադրոյի օրենքի երկրորդ հետեւանքը. Ըստ սահմանման՝ նյութի խտությունը նրա զանգվածի և ծավալի հարաբերակցությունն է՝ ρ = m/V: Նյութի 1 մոլի համար զանգվածը հավասար է M մոլային զանգվածին, իսկ ծավալը՝ V (M) մոլային ծավալին։ Այսպիսով, գազի խտությունը ρ = M (գազ) / V (M):

Թող լինեն երկու գազ՝ X և Y: Նրանց խտությունները և մոլային զանգվածները՝ ρ (X), ρ (Y), M (X), M (Y), կապված են հարաբերություններով՝ ρ (X) = M (X) / V (M), ρ (Y) = M (Y) / V (M): X գազի հարաբերական խտությունը Y գազի համար, որը նշվում է որպես Dy (X), այս գազերի ρ (X) / ρ (Y) խտությունների հարաբերակցությունն է՝ Dy (X) = ρ (X) / ρ (Y) = M (X) xV (M) / V (M) xM (Y) = M (X) / M (Y): Մոլային ծավալները կրճատվում են, և դրանից կարելի է եզրակացնել, որ գազի X-ի հարաբերական խտությունը Y գազի համար հավասար է նրանց մոլային կամ հարաբերական մոլեկուլային կշիռների հարաբերությանը (դրանք թվայինորեն հավասար են):

Գազերի խտությունը հաճախ որոշվում է ջրածնի նկատմամբ՝ բոլոր գազերից ամենաթեթևը, որի մոլային զանգվածը 2 գ/մոլ է։ Նրանք. եթե խնդիրն ասում է, որ անհայտ X գազը ջրածնի առումով ունի խտություն, ասենք, 15 (հարաբերական խտությունը անչափ մեծություն է), ապա նրա մոլային զանգվածը գտնելը դժվար չի լինի. M (X) = 15xM (H2) = 15x2 = 30 գ / մոլ: Հաճախ նշվում է նաև օդում գազի հարաբերական խտությունը: Այստեղ դուք պետք է իմանաք, որ օդի միջին հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը 29 է, և պետք է բազմապատկել ոչ թե 2-ով, այլ 29-ով։

Գազ - Մեկ գազի հարաբերական մոլեկուլային կամ մոլային զանգվածի համեմատություն մյուս գազի հետ: Որպես կանոն, այն սահմանվում է ամենաթեթև գազի՝ ջրածնի նկատմամբ։ Բացի այդ, գազերը հաճախ համեմատվում են օդի հետ:

Որպեսզի ցույց տա, թե որ գազն է ընտրված համեմատության համար, հետազոտվողի հարաբերական խտության խորհրդանիշից առաջ ավելացվում է ինդեքս, իսկ անունը ինքնին գրվում է փակագծերում։ Օրինակ DH2 (SO2): Սա նշանակում է, որ խտությունը հաշվարկվել է ջրածնից։ Այն կարդում է որպես «ծծմբի օքսիդի ջրածնի խտություն»:

Ջրածնի նկատմամբ գազի խտությունը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է պարբերական աղյուսակի միջոցով որոշել ուսումնասիրվող գազի և ջրածնի մոլային զանգվածները։ Եթե ​​դա քլոր և ջրածին է, ապա ցուցանիշները կունենան հետևյալ տեսքը` M (Cl2) = 71 գ/մոլ և M (H2) = 2 գ/մոլ: Եթե ​​ջրածնի խտությունը բաժանվում է քլորի խտության վրա (71:2), ապա ստացվում է 35,5։ Այսինքն՝ քլորը 35,5 անգամ ավելի ծանր է, քան ջրածինը։

Գազի հարաբերական խտությունը ոչ մի կերպ կախված չէ արտաքին պայմաններից։ Սա բացատրվում է գազերի վիճակի ընդհանուր օրենքներով, որոնք հանգում են նրան, որ ջերմաստիճանի և ճնշման փոփոխությունը չի հանգեցնում դրանց ծավալի փոփոխության։ Այս ցուցանիշների ցանկացած փոփոխության դեպքում չափումները կատարվում են ճիշտ նույն կերպ:

Գազի խտությունը էմպիրիկորեն որոշելու համար ձեզ հարկավոր է կոլբ, որտեղ այն կարելի է տեղադրել: Գազով կոլբը պետք է երկու անգամ կշռվի. առաջին անգամ՝ ամբողջ օդը դուրս մղելով; երկրորդը՝ այն լցնելով փորձնական գազով։ Անհրաժեշտ է նաև նախապես չափել կոլբայի ծավալը։

Նախ, դուք պետք է հաշվարկեք զանգվածի տարբերությունը և այն բաժանեք կոլբայի ծավալի արժեքին: Արդյունքը գազի խտությունն է տվյալ պայմանների համար: Օգտագործելով վիճակի հավասարումը, կարող եք հաշվարկել ցանկալի ցուցանիշնորմալ կամ իդեալական պայմաններ.

Որոշ գազերի խտությունը կարող եք պարզել առանցքային աղյուսակից, որն ունի պատրաստի տեղեկատվություն։ Եթե ​​գազը նշված է աղյուսակում, ապա դուք կարող եք վերցնել այս տեղեկատվությունը առանց լրացուցիչ հաշվարկների և բանաձևերի: Օրինակ, ջրի գոլորշիների խտությունը կարելի է գտնել ջրի հատկությունների աղյուսակից (Rivkin S.L.-ի ձեռնարկը և այլն), դրա էլեկտրոնային անալոգը կամ օգտագործելով այնպիսի ծրագրեր, ինչպիսիք են WaterSteamPro և այլն:

Սակայն տարբեր հեղուկներում գոլորշիների հետ հավասարակշռությունը տեղի է ունենում վերջիններիս տարբեր խտությունների դեպքում։ Դա պայմանավորված է միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերի տարբերությամբ։ Որքան բարձր լինի, այնքան ավելի արագ կլինի հավասարակշռությունը (օրինակ՝ սնդիկը): Ցնդող հեղուկներում (օրինակ՝ եթեր) հավասարակշռությունը կարող է առաջանալ միայն գոլորշիների զգալի խտությամբ։

Տարբեր բնական գազերի խտությունը տատանվում է 0,72-ից մինչև 2,00 կգ/մ3 և ավելի բարձր, հարաբերական խտությունը 0,6-ից 1,5 և ավելի է: Առավելագույնը բարձր խտությանծանր ածխաջրածինների՝ H2S, CO2 և N2 ամենաբարձր պարունակությամբ գազերում, ամենացածրը՝ չոր մեթանում։

Հատկությունները որոշվում են նրա բաղադրությամբ, ջերմաստիճանով, ճնշումով և խտությամբ։ Վերջին ցուցանիշը որոշվում է լաբորատոր եղանակով։ Դա կախված է վերը նշված բոլորից: Դրա խտությունը կարելի է որոշել տարբեր մեթոդներով։ Առավել ճշգրիտը բարակ պատերով ապակե գլանում ճշգրիտ հավասարակշռության վրա կշռելն է:

Բնական գազերի նույն ցուցանիշից ավելին. Գործնականում այս հարաբերակցությունը վերցվում է 0,6:1: Ստատիկն ավելի արագ է նվազում, քան գազը: Մինչև 100 ՄՊա ճնշման դեպքում խտությունը բնական գազկարող է գերազանցել 0,35 գ / սմ3:

Պարզվել է, որ աճը կարող է ուղեկցվել հիդրատի առաջացման ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։ Ցածր խտության բնական գազն ավելի շատ հիդրատներ է առաջացնում բարձր ջերմաստիճանիհամեմատ ավելացած խտությամբ գազերի հետ։

Խտության հաշվիչները նոր են սկսում կիրառվել, և դեռ շատ հարցեր կան, որոնք առնչվում են դրանց շահագործման և ստուգման առանձնահատկություններին։

Ամենակարևորներից մեկը ֆիզիկական հատկություններգազային նյութերը նրանց խտության արժեքն է:

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Խտությունսկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը սահմանվում է որպես մարմնի զանգվածի հարաբերակցություն նրա զբաղեցրած ծավալին։

Այս արժեքը սովորաբար նշվում է հունարեն r տառով կամ լատիներեն D և դ... SI համակարգում խտության չափման միավորը համարվում է կգ/մ 3, իսկ CGS-ում՝ գ/սմ 3: Գազի խտությունը հղման արժեք է, այն սովորաբար չափվում է n-ով: ժամը.

Հաճախ գազերի առնչությամբ օգտագործվում է «հարաբերական խտություն» տերմինը։ Այս արժեքը տվյալ գազի զանգվածի հարաբերությունն է մեկ այլ գազի զանգվածին, որը վերցված է նույն ծավալով, նույն ջերմաստիճանում և նույն ճնշումում, կոչվում է առաջին գազի հարաբերական խտություն երկրորդի նկատմամբ։

Օրինակ՝ նորմալ պայմաններում ածխաթթու գազի զանգվածը 1 լիտր ծավալում 1,98 գ է, իսկ ջրածնի զանգվածը նույն ծավալով և նույն պայմաններում՝ 0,09 գ, որտեղից էլ ածխաթթու գազի խտությունը ջրածնի առումով։ կլինի՝ 1,98 / 0, 09 = 22:

Գազի հարաբերական խտությունը

Գազի հարաբերական խտությունը m 1 / m 2 նշանակենք D տառով: Ապա

Հետևաբար, գազի մոլային զանգվածը հավասար է նրա խտությանը մյուս գազի խտությանը, որը բազմապատկվում է երկրորդ գազի մոլային զանգվածով։

Հաճախ տարբեր գազերի խտությունը որոշվում է ջրածնի նկատմամբ՝ որպես բոլոր գազերից ամենաթեթևը։ Քանի որ ջրածնի մոլային զանգվածը 2,0158 գ/մոլ է, ապա այս դեպքում մոլային զանգվածների հաշվարկման հավասարումը ստանում է ձև.

կամ ջրածնի մոլային զանգվածը կլորացնել մինչև 2.

Հաշվելով, օրինակ, այս հավասարման համաձայն, ածխաթթու գազի մոլային զանգվածը, որի խտությունը ջրածնի համար, ինչպես նշված է վերևում, հավասար է 22-ի, մենք գտնում ենք.

M (CO 2) = 2 × 22 = 44 գ / մոլ:

Գազի խտությունը լաբորատոր պայմաններում կարող է ինքնուրույն որոշվել հետևյալ կերպ. անհրաժեշտ է վերցնել ապակե կոլբը խցիկով և կշռել այն անալիտիկ հավասարակշռության վրա: Սկզբնական կշիռը կոլբայի քաշն է, որից ամբողջ օդը տարհանվել է, վերջնական կշիռը կոլբայի կշիռն է, որը լցված է փորձնական գազով որոշակի ճնշման տակ: Ստացված զանգվածների տարբերությունը պետք է բաժանել կոլբայի ծավալով։ Հաշվարկված արժեքը գազի խտությունն է տվյալ պայմաններում։

p 1 / p N × V 1 / m × m / V N = T 1 / T N;

քանի որ m / V 1 = r 1 և m / V N = r N, մենք ստանում ենք դա

r N = r 1 × p N / p 1 × T 1 / T N.

Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս որոշ գազերի խտության արժեքները:

Աղյուսակ 1. Գազերի խտությունը նորմալ պայմաններում:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Գազի հարաբերական խտությունը ջրածնի առումով 27 է։ Նրանում ջրածնի տարրի զանգվածային բաժինը կազմում է 18,5%, իսկ բորի տարրին՝ 81,5%։ Որոշեք գազի բանաձևը.
Լուծում	X տարրի զանգվածային բաժինը HX բաղադրության մոլեկուլում հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով. ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Մոլեկուլում ջրածնի ատոմների թիվը նշանակենք «x»-ով, բորի ատոմների թիվը՝ «y»-ով։ Եկեք գտնենք ջրածնի և բորի տարրերի համապատասխան հարաբերական ատոմային զանգվածները (D.I.Mendeleev-ի Պարբերական աղյուսակից վերցված հարաբերական ատոմային զանգվածների արժեքները՝ կլորացված ամբողջ թվերի): Ar (B) = 11; Ar (H) = 1: Տարրերի տոկոսը բաժանում ենք համապատասխան հարաբերական ատոմային զանգվածների վրա։ Այսպիսով, մենք կգտնենք միացության մոլեկուլում ատոմների թվի հարաբերակցությունը. x: y = ω (H) / Ar (H): ω (B) / Ar (B); x: y = 18,5 / 1: 81,5 / 11; x: y = 18,5: 7,41 = 2,5: 1 = 5: 2: Միջոցներ ամենապարզ բանաձևըՋրածնի և բորի միացությունները ունեն H 5 B 2 ձև: Գազի մոլային զանգվածը կարելի է որոշել՝ օգտագործելով նրա ջրածնի խտությունը. M գազ = M (H 2) × D H2 (գազ); M գազ = 2 × 27 = 54 գ / մոլ: Ջրածնի և բորի միացության իրական բանաձևը գտնելու համար մենք գտնում ենք ստացված մոլային զանգվածների հարաբերակցությունը. M գազ / M (H 5 B 2) = 54/27 = 2: M (H 5 B 2) = 5 × Ar (H) + 2 × Ar (B) = 5 × 1 + 2 × 11 = 5 + 22 = 27 գ / մոլ: Սա նշանակում է, որ H 5 B 2 բանաձևի բոլոր ցուցանիշները պետք է բազմապատկվեն 2-ով: Այսպիսով, նյութի բանաձևը կունենա H 10 B 4 ձևը:
Պատասխանել	Գազի բանաձեւ - H 10 B 4

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Հաշվեք օդում ածխաթթու գազի CO 2 հարաբերական խտությունը:
Լուծում	Մեկ գազի հարաբերական խտությունը մյուսից հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է առաջին գազի հարաբերական մոլեկուլային քաշը բաժանել երկրորդ գազի հարաբերական մոլեկուլային քաշի վրա։ Օդի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը ընդունվում է 29 (հաշվի առնելով օդում ազոտի, թթվածնի և այլ գազերի պարունակությունը)։ Հարկ է նշել, որ «օդի հարաբերական մոլեկուլային քաշ» հասկացությունը օգտագործվում է պայմանականորեն, քանի որ օդը գազերի խառնուրդ է։ D օդ (CO 2) = M r (CO 2) / M r (օդ); D օդ (CO 2) = 44/29 = 1,52: M r (CO 2) = A r (C) + 2 × A r (O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44:
Պատասխանել	Օդում ածխաթթու գազի հարաբերական խտությունը 1,52 է։

ρ = m (գազ) / V (գազ)

D poU (X) = M (X) / M (Y)

Ահա թե ինչու:
D օդային ճանապարհով. = M (գազ X) / 29

Գազի դինամիկ և կինեմատիկական մածուցիկություն:

Գազերի մածուցիկությունը (ներքին շփման երևույթը) միմյանց նկատմամբ զուգահեռ և տարբեր արագություններով շարժվող գազի շերտերի միջև շփման ուժերի առաջացումն է։
Գազի երկու շերտերի փոխազդեցությունը դիտվում է որպես գործընթաց, որի ընթացքում իմպուլսը տեղափոխվում է մի շերտից մյուսը։
Շփման ուժ մեկ միավորի մակերեսի վրա գազի երկու շերտերի միջև, հավասար է իմպուլսի, որը մեկ վայրկյանում փոխանցվում է շերտից շերտ միավոր տարածքով, որոշվում է Նյուտոնի օրենքը:

- արագության գրադիենտ գազային շերտերի շարժման ուղղությանը ուղղահայաց ուղղությամբ.
Մինուս նշանը ցույց է տալիս, որ իմպուլսն իրականացվում է արագության նվազման ուղղությամբ:
- դինամիկ մածուցիկություն.
, որտեղ
- գազի խտությունը,
մոլեկուլների միջին թվաբանական արագությունն է,
մոլեկուլների միջին ազատ ուղին է։

- մածուցիկության կինեմատիկական գործակիցը.

Գազի կրիտիկական պարամետրեր՝ Ткр, Ркр.

Կրիտիկական է այն ջերմաստիճանը, որից բարձր ցանկացած ճնշման դեպքում գազը չի կարող վերածվել հեղուկ վիճակի: Կրիտիկական ջերմաստիճանում գազը հեղուկացնելու համար անհրաժեշտ ճնշումը կոչվում է կրիտիկական: Տրված գազի պարամետրերը.Տրված պարամետրերը կոչվում են անչափ մեծություններ, որոնք ցույց են տալիս, թե քանի անգամ են գազի վիճակի փաստացի պարամետրերը (ճնշում, ջերմաստիճան, խտություն, տեսակարար ծավալ) կրիտիկականից ավելի կամ պակաս.

Հողային արտադրություն և ստորգետնյա գազի պահեստավորում:

Գազի խտությունը՝ բացարձակ և հարաբերական:

Գազի խտությունը նրա ամենակարևոր բնութագրիչներից մեկն է։ Խոսելով գազի խտության մասին, նրանք սովորաբար նկատի ունեն դրա խտությունը նորմալ պայմաններում (այսինքն՝ ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում): Բացի այդ, հաճախ օգտագործվում է գազի հարաբերական խտությունը, ինչը նշանակում է տվյալ գազի խտության և օդի խտության հարաբերությունը նույն պայմաններում։ Հեշտ է տեսնել, որ գազի հարաբերական խտությունը կախված չէ այն պայմաններից, որոնցում այն ​​գտնվում է, քանի որ, համաձայն գազային վիճակի օրենքների, բոլոր գազերի ծավալները փոխվում են ճնշման և ջերմաստիճանի փոփոխություններով: ճանապարհ.

Գազի բացարձակ խտությունը նորմալ պայմաններում 1 լիտր գազի զանգվածն է։ Սովորաբար գազերի համար այն չափվում է գ/լ-ով:

ρ = m (գազ) / V (գազ)

Եթե ​​վերցնում եք 1 մոլ գազ, ապա.

իսկ գազի մոլային զանգվածը կարելի է գտնել խտությունը մոլային ծավալով բազմապատկելով։

Հարաբերական խտությունը D արժեք է, որը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է X գազը ծանր, քան Y գազը: Այն հաշվարկվում է որպես X և Y գազերի մոլային զանգվածների հարաբերակցություն.

D poU (X) = M (X) / M (Y)

Հաշվարկների համար հաճախ օգտագործվում են գազերի հարաբերական խտությունը ջրածնում և օդում։

X գազի հարաբերական խտությունը ջրածնի համար.

D ըստ H2 = M (գազ X) / M (H2) = M (գազ X) / 2

Օդը գազերի խառնուրդ է, ուստի դրա համար կարելի է հաշվել միայն միջին մոլային զանգվածը։

Դրա արժեքը վերցված է 29 գ / մոլ (հիմնվելով մոտավոր միջին կազմի վրա):
Ահա թե ինչու:
D օդային ճանապարհով. = M (գազ X) / 29

Բնական գազը հիմնականում ածխաջրածնային գազերի խառնուրդ է, որոնք առաջանում են ընդերքում առանձին հանքավայրերի և հանքավայրերի տեսքով, ինչպես նաև լուծված են նավթային հանքավայրերում կամ այսպես կոչված «գազի գլխարկների» տեսքով։ Հիմնական ֆիզիկական և Քիմիական հատկություններբնական գազը հետևյալն է.

Գազերի խտությունը նյութի զանգվածն է միավոր ծավալի վրա՝ գ/սմ 3: Գործնական նպատակներով օգտագործվում է գազի օդի հարաբերական խտությունը, այսինքն. գազի խտության և օդի խտության հարաբերակցությունը. Այլ կերպ ասած, դա ցուցիչ է, թե որքանով է գազը ավելի թեթև կամ ծանր, քան օդը.

որտեղ ρ in ստանդարտ պայմաններհավասար է 1,293 կգ / մ 3;

Մեթանի հարաբերական խտությունը՝ 0,554, էթանի՝ 1,05, պրոպանի՝ 1,55։ Ահա թե ինչու կենցաղային գազը (պրոպանը) կկուտակվի արտահոսքի դեպքում։ նկուղներտներ՝ այնտեղ առաջացնելով պայթուցիկ խառնուրդ։

Այրման ջերմություն

Ջերմային արժեք կամ ջերմային արժեք - ջերմության քանակությունը, որն ազատվում է 1 մ 3 գազի ամբողջական այրման ժամանակ: Միջին հաշվով այն կազմում է 35160 կՋ / մ 3 (կիլոգրամ 1 մ 3-ի համար):

Գազային լուծելիություն

Յուղում լուծելիություն

Նավթի մեջ գազի լուծելիությունը կախված է նավթի և գազի ճնշումից, ջերմաստիճանից և բաղադրությունից: Ճնշման ավելացման հետ ավելանում է նաև գազի լուծելիությունը։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ գազի լուծելիությունը նվազում է։ Ցածր մոլեկուլային քաշով գազերն ավելի դժվար են լուծվում յուղերում, քան ճարպային գազերը:

Նավթի խտության աճով, այսինքն. քանի որ դրանում մեծանում է բարձր մոլեկուլային միացությունների պարունակությունը, դրանում գազի լուծելիությունը նվազում է։

Նավթի մեջ գազի լուծելիության ցուցանիշը գազի գործոնն է՝ G, որը ցույց է տալիս գազի քանակությունը 1 մ 3 (կամ 1 տոննա) գազազերծված յուղում։ Այն չափվում է մ 3 / մ 3 կամ մ 3 / տ:

Ըստ այս ցուցանիշի՝ ավանդները բաժանվում են.

1) յուղ - Գ<650 м 3 /м 3 ;

2) նավթ գազի գլխարկով - G-650 - 900 մ 3 / մ 3;

3) գազային կոնդենսատ՝ Գ> 900 մ 3 / մ 3.

Ջրի լուծելիությունը սեղմված գազում

Ջուրը լուծվում է սեղմված գազի մեջ բարձր ճնշման տակ: Այս ճնշումը հնարավորություն է տալիս խորքերում ջուրը տեղափոխել ոչ միայն հեղուկ, այլ նաև գազային փուլում, որն ապահովում է նրա ավելի մեծ շարժունակությունն ու թափանցելիությունը ապարների միջով։ Ջրի աղիության բարձրացման հետ գազում նրա լուծելիությունը նվազում է:

Հեղուկ ածխաջրածինների լուծելիությունը սեղմված գազերում

Հեղուկ ածխաջրածինները լավ են լուծվում սեղմված գազերում՝ առաջացնելով գազ-կոնդենսատային խառնուրդներ։ Սա հեղուկ ածխաջրածինների տեղափոխման (միգրացիայի) հնարավորություն է ստեղծում գազային փուլում՝ ապահովելով դրա շարժման ավելի հեշտ և արագ գործընթացը շերտերի միջով։ ժայռեր.

Ճնշման և ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ավելանում է հեղուկ ածխաջրածինների լուծելիությունը գազում:

Սեղմելիություն

Գոյացման գազերի սեղմելիությունը բնական գազերի շատ կարևոր հատկություն է։ Գազի ծավալը ջրամբարի պայմաններում 2 կարգի մեծության (այսինքն՝ մոտավորապես 100 անգամ) պակաս է, քան նրա ծավալը երկրի մակերևույթի ստանդարտ պայմաններում։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ գազը ունի բարձր աստիճանսեղմելիությունը ժամը բարձր ճնշումներև ջերմաստիճանները:

Սեղմելիությունը պատկերված է ջրամբարի գազի ծավալային հարաբերակցության առումով, որը ներկայացնում է ջրամբարում գազի ծավալի հարաբերակցությունը մթնոլորտային պայմաններում նույն քանակությամբ գազի ծավալին:

Խտացումը սերտորեն կապված է գազերի սեղմման և դրանցում հեղուկ ածխաջրածինների լուծելիության երևույթների հետ։ Ջրամբարային պայմաններում, ճնշման բարձրացմամբ, հեղուկ բաղադրիչներն անցնում են գազային վիճակի՝ առաջացնելով «գազով լուծված նավթ» կամ գազային կոնդենսատ։ Երբ ճնշումը նվազում է, գործընթացը գնում է հակառակ ուղղությամբ, այսինքն. տեղի է ունենում գազի (կամ գոլորշու) մասնակի խտացում հեղուկ վիճակում։ Հետեւաբար, գազի արդյունահանման ժամանակ կոնդենսատը նույնպես արդյունահանվում է դեպի մակերես:

Կոնդենսացիայի գործակիցը

Կոնդենսատի գործակից - KF-ն հումքի կոնդենսատի քանակությունն է սմ 3-ով տարանջատված գազի 1 մ3-ում:

Տարբերակել խոնավ և կայուն կոնդենսատը: Հում կոնդենսատը հեղուկ փուլ է, որում լուծվում են գազային բաղադրիչները:

Հումից ստացվում է կայուն կոնդենսատ՝ գազազերծելով։ Այն բաղկացած է միայն հեղուկ ածխաջրածիններից՝ պենտանից և ավելի բարձր։

Ստանդարտ պայմաններում գազի կոնդենսատները անգույն հեղուկներ են՝ 0,625 - 0,825 գ / սմ 3 խտությամբ, եռման կետով 24 0 C-ից 92 0 C: Մեծ մասըֆրակցիաներն ունեն մինչև 250 0 С եռման կետ։