Главная » Разное » Масса газа

Масса газа


Молярная масса газа, формула и примеры

Молярная масса газа

Молярную массу обычно выражают в г/моль, реже в кг/кмоль. Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональная массе соответствующей структурной единицы, т.е. относительной атомной массе данного вещества (Mr):

M = κ × Mr,

где κ – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех веществ. Относительная молекулярная масса – величина безразмерная. Её вычисляют, используя относительные атомные массы химических элементов, указанных в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Молекулярную массу вещества в газообразном состоянии можно определить, используя понятие о его молярном объеме. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.

Для достижения данной цели (вычисление молярной массы) возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

pV = mRT / M,

где p – давление газа (Па), V – объем газа (м3), m – масса вещества (г), M – молярная масса вещества (г/моль), Т – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/(моль×К).

Молярную массу газа можно рассчитать, как произведение его плотности по отношению к любому другому газу на молекулярную массу последнего. Под плотностью понимают отношение массу определенного объема данного газа к массе такого же объема другого газа (при одинаковых температуре и давлении), молекулярная масса которого известна.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Молярная масса газа - Правильный подход к решению задач по физике — LiveJournal

Молярная масса газа

iege

Задача: В баллоне объёмом 1.66 м3 находится 2 кг газа при давлении 105 Па и температуре 47°С. Какова молярная масса газа? Ответ выразите в г/моль, округлив до целых.
Читаем: В баллоне объёмом 1.66 м 3 находится 2 кг газа при давлении 105 Па и температуре 47°С. Какова молярная масса газа? Здесь всё достаточно лаконично. Ответ выразите в г/моль, округлив до целых. А вот это ключевая фраза, способная создать проблему при решении этой задачи. Надо запомнить.
Думаем: Что нам дано? Объём V, масса m, давление P, температура T... Что-то напоминает, не правда ли? Уравнение PV=RT! Только перед RT ещё стоит коэффициент, равный отношению массы и молярной массы, которую нам и надо найти! Почему эта задача в части б, интересно?
Решаем: Запишем вышеупомянутый закон Менделеева-Клапейрона:

Теперь выразим молярную массу и очень аккуратно подставим все данные с размерностями:

Ответ: 32 г/моль.
Примечание: Теперь понятно, почему задача в части б. Внимательно посмотрите на решение этой задачи. Вся сложность в том, чтобы правильно подставить размерности. Если они сократятся до нужной (кг/моль в данном случае), то всё ок. Сложные размерности необходимо расписывать, например: Дж - это энергия. Самая простая формула - это формула кинетической энергии. Легко подставляем: кг * м / с 2. Па - давление. Самая простая формула: P = mgh (спасибо Архимеду :) ). И далее в том же духе. Надеюсь, вам было понятно объяснение решения этой задачи. Удачной подготовки!

Молярная масса — что это? Как рассчитать? Формулы и примеры

Что такое моль

Прежде чем говорить о том, как найти молярную массу вещества, определимся с понятием «моль». Его ввели как искусственную величину для упрощения расчетов. Это количество вещества, в котором содержится столько же мельчайших частиц, сколько в 12 г одного из изотопов углерода — C12.

Для всех химических веществ это количество одинаково и представляет собой число Авогадро 6,02 · 1023. Постоянная Авогадро обозначается NA, а измеряется в моль-1.

Число Авогадро — это количество молекул, ионов или других мельчайших частиц в 1 моле вещества.

NA = 6,02 · 1023 моль-1.

Историческая справка

В 1811 году химик Амедео Авогадро предположил, что если взять два равных объема газов в равных значимых условиях (при одинаковой температуре и давлении), то количество молекул в этих объемах тоже будет одинаковым. Опираясь на свою гипотезу, он определил атомные и молекулярные массы многих веществ, а также рассчитал количество атомов в молекулах воды, оксидов азота и т. д. Однако в научных кругах гипотеза Авогадро долго не находила понимания. Общепринятой она стала только в 1860 году.

Что такое молярная масса

Молярная масса — это масса одного моля вещества, она измеряется в граммах деленных на моль (г/моль). Данная величина представляет собой отношение массы вещества к его количеству, которое измеряется в молях.

Как обозначается молярная масса: М.

, где — это масса вещества, а — количество вещества.

Единица измерения молярной массы: г/моль.

Запоминаем!

Правильно говорить именно молярная, а не мольная масса.

Несмотря на то, что в 1 моле любого химического вещества содержится одинаковое количество молекул (и оно равно числу Авогадро), молярные массы разных веществ отличаются. Все потому, что отличаются атомы, которые входят в состав этих молекул. В частности, разница между ними заключается в относительной атомной массе (Ar) — например, Ar(Mg) = 24, а Ar(Hg) = 200. Сейчас станет ясно, какое это имеет значение.

Как определить молярную массу

Данная величина тесно связана с такими понятиями, как относительные атомная и молекулярная массы. Именно относительные, потому что абсолютную массу молекулы или атома вещества в химии не используют для решения задач — это слишком малые величины.

Относительная атомная масса вещества (Ar) показывает, во сколько раз его атом больше 1/12 атома углерода. Это значение для каждого химического элемента можно увидеть в таблице Менделеева.

Относительная молекулярная масса (Mr) складывается из Ar каждого атома в молекуле вещества с учетом индексов. Она показывает, на сколько масса молекулы больше 1/12 атома углерода.

, где — это количество атомов.

Разберемся на примерах.

В молекуле хлорида натрия NaCl есть 1 атом натрия и 1 атом хлора, при этом Ar(Na) = 23, Ar (Cl) = 35,5.

Mr(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5.

В молекуле NaNO2 есть 1 атом натрия, 1 атом азота и 2 атома кислорода.

Ar(Na) = 23, Ar(N) = 14, Ar(O) = 16.

Mr(NaNO2) = 23 + 14 + 16 · 2 = 69.

Собственно, для вычисления молярной массы больше ничего и не требуется.

Важно

Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе. Но путать эти два понятия не стоит — у них разный физический смысл. Молярная масса характеризует 1 моль, а относительная молекулярная — 1 молекулу.

Количество вещества

Из предыдущих формул понятно, что молярная масса и количество вещества тесно связаны. Рассмотрим эту связь подробнее. Начнем с того, что количество вещества может обозначаться как латинской буквой , так и греческой буквой (ню). Международное обозначение — , но не стоит удивляться, встретив в формулах любую из этих букв.

В формуле нахождения молярной массы мы обозначили количество вещества через :

, следовательно .

Пользуясь этим, можно найти количество вещества (в молях), если нам известны его абсолютная и молярная масса.

Пример 1

Как определить, какое количество вещества включают 350 г сульфата бария BaSO4?

Воспользуемся формулой .

Мы помним, что M = Mr (значение молярной массы равно значению относительной молекулярной).

Mr(BaSO4) = Ar(Ba) + Ar(S) + Ar(O) · 4 = 137 + 32 + 16 · 4 = 233.

М(BaSO4) = Mr(BaSO4) = 233 г/моль.

Подставим значение молярной массы в формулу:

моль.

Есть и еще одна формула количества вещества, которая позволяет найти его, если известно число молекул или других структурных единиц.

, где — число структурных единиц, — число Авогадро.

Пример 2

Допустим, некий объем CaCO3 содержит 3,01 · 1023 молекул. Как найти количество вещества, соответствующее данному объему?

Воспользуемся формулой моль.

Молярный объем

Выше мы находили количество вещества через молярную массу, но для газов это можно сделать и через молярный объем. Согласно закону Авогадро количество любого газа, равное 1 моль, будет занимать один и тот же объем, если газы рассматриваются при одинаковой температуре и давлении.

При стандартных физических условиях — температуре 0°С и давлении 1 атм или 760 мм ртутного столба, 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

Молярный объем — это объем газа, взятого в количестве 1 моль. Он обозначается Vm.

При нормальных условиях Vm = 22,4 л/моль.

Значения молярного и фактического объема газа помогают найти количество вещества.

, где — фактический объем газа, а — молярный объем.

Пример 1

Сколько молей содержится в 120 литрах газа при нормальных условиях?

Рассчитаем по формуле моль.

Ответ: 120 литров любого газа при стандартных условиях содержат 5,36 моль.

Относительная плотность одного газа по другому

Иногда для решения задачи нужно знать, как найти молярную массу газа, о котором сообщается лишь его плотность по воздуху или по другому газу. Это возможно, если знать формулу относительной плотности, которая обозначается буквой D.

, где и — некие газы.

Пример 1

Как определить, во сколько раз угарный газ плотнее водорода?

Для начала найдем молярную массу CO и H2:

М(CO) = Mr(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28.

М(H) = Mr(H2) = 2 · Ar(H) = 2 · 1 = 2.

.

Ответ: угарный газ в 14 раз плотнее водорода.

Пример 2

Как посчитать молярную массу газа х, о котором известно, что он в 10 раз плотнее углекислого газа CO2?

Подсчитаем для начала молярную массу углекислого газа:

M(CO2) = Mr(CO2) = 12 + 2 · 16 = 44.

Ориентируясь на формулу относительной плотности, произведем расчет молярной массы искомого газа х.

М(х) = D(х/CO2) · M(CO2) = 10 · 44 = 440 г/моль.

Ответ: у данного газа молярная масса 440 г/моль.

Примеры задач

Итак, мы разобрались, как находить молярную массу жидкости, газа или твердого тела и как это понятие связано с количеством вещества, а также с относительной плотностью одного газа по другому. Чтобы закрепить знания, посмотрите, как эти сведения применяются в решении задач.

Задача 1

Известно, что 300 г неустановленного вещества содержат 12,04 · 1023 молекул. Чему равна молярная масса данного вещества?

Дано:

N(х) = 12,04 · 1023.

m(х) = 300 г.

M(х) = ?

Решение:

Найдем количество вещества моль.

Подставим количество вещества в формулу :

г/моль.

Ответ: молярная масса данного вещества 150 г/моль.

Задача 2

Какой объем займет водород в количестве 0,7 моль?

Дано:

моль.

Решение:

По формуле мы можем найти объем .

Зная, что молярный объем при обычных условиях составляет 22,4 л/моль, вычислим фактический объем водорода:

л.

Ответ: объем водорода составляет 15,68 литров.

Задача 3

В порции оксида серы SO3 содержится 8,356 · 1023 атомов кислорода. Какова масса этой порции?

Дано:

N(O) = 8,356 · 1023.

m(SO3) = ?

Решение:

Для решения задачи нам подходит формула , т. е. . Но для начала нужно найти количество вещества.

Мы знаем, что в одной молекуле SO3 есть 3 атома кислорода, исходя из этого можно вычислить количество молекул в порции оксида:

, следовательно .

Зная количество молекул, рассчитаем количество вещества:

моль.

Теперь можно узнать молярную массу SO3:

M(SO3) = 32 + 16 · 3 = 80 г/моль.

Рассчитаем фактическую массу через молярную массу:

г.

Ответ: абсолютная масса порции оксида серы 36,8 грамм.

Задача 4

Как рассчитать молярную массу простого вещества, о котором известно, что в порции 100 г содержится 15,05 · 1023 молекул? Назовите это вещество.

Дано:

m(x) = 100 г.

N(x) = 15,05 · 1023.

М(х) = ?

Решение:

В данном случае поможет вычислить молярную массу NA, с помощью которого мы сначала узнаем количество вещества:

моль.

Исходя из этого, рассчитаем молярную массу:

г/моль.

Ответ: согласно таблице Менделеева можно предположить, что это кальций Ca.

Задача 5

Определите, насколько сероводород H2S плотнее водорода H2?

Решение:

Нам требуется вычислить относительную плотность сероводорода по водороду:

.

Для этого вычислим молярные массы H2S и H2:

М(H2S) = 1 · 2 + 32 = 34 г/моль.

М(H2) = 1 · 2 = 2 г/моль.

Подставим значения в формулу:

.

Ответ: сероводород в 17 раз плотнее водорода.

Вопросы для самопроверки

  1. Что такое число Авогадро и чему оно равно?

  2. В чем измеряется молярная масса?

  3. Напишите формулу молярной массы вещества.

  4. Какая формула связывает количество вещества и его объем?

  5. Как узнать количество вещества, если известно число молекул в порции?

Оглавление

Глава 2
Молекулярно-кинетическая теория

2.1 Строение вещества. Уравнение состояния

2.1.1 Пример – количество атомов

Плотность алюминия 2,7 ⋅ 103 кг/м3. Сколько атомов алюминия содержится в объеме 1 см3? Молекулярная масса алюминия 27 ⋅ 10-3 кг/моль.

Решение

Один моль (27 г) алюминия содержит 6 ⋅ 1023атомов. В 1 см3содержится 2,7 г, то есть в 10 раз меньше.

Ответ: 6 ⋅ 1022атомов.

2.1.2 Пример – химический состав

Найдите формулу соединения азота с кислородом, если его масса m = 1 г в газообразном состоянии в объеме V = 1 л создает при температуре T = 17∘C давление P = 3,17 ⋅ 104 Па.

Решение

Давление определяется из уравнения состояния идеального газа

Определим молекулярную массу соединения Подставим числа, выразив их в системе единиц СИ: m = 1 г = 10-3 кг, R = 8,31 Дж/(моль⋅К), V = 1 л = 10-3 м3, P = 3,17 ⋅ 104 Па, T = 290 К. Отсюда Пусть в соединении содержится x атомов азота и y атомов кислорода. Молекулярная масса азота 14 г/моль, кислорода. 16 г/моль. Тогда должно выполняться равенство: Так как x и y - целые числа, легко найти, что x = 2,y = 3.

Ответ: соединение N2O3.

2.1.3 Пример – воздух в комнате

Температура воздуха в комнате объемом V = 45 м3повысилась от t1= 17∘C до t2= 27∘C. На сколько уменьшилась масса воздуха в комнате? Атмосферное давление P0= 105 Па постоянно. Молекулярная масса воздуха μ = 29 г/моль.

Решение

Пусть m1масса воздуха, соответствующая начальной температуре T1= 290 K, а m2– конечной T2= 300 K. Запишем уравнения состояния газа для начального и конечного состояний:

Искомая масса воздуха Δm = m1- m2.

Выражая массы из первых двух уравнений и подставляя в третье, получим

Подставив числа, получим ответ Δm = 1,8 кг.
2.1.4 Пример – воздушный шар

Во сколько раз изменится подъемная сила воздушного шара, если наполняющий его гелий заменить водородом? Весом оболочки шара пренебречь.

Решение

Пусть атмосферное давление P, температура T, объем воздушного шара V . Масса воздуха, содержащаяся при этих условиях в объеме V , определится из уравнения состояния

где μ0– молекулярная масса воздуха. Обозначим через μ1молекулярную массу водорода, а через μ2– молекулярную массу гелия. Тогда массы водорода m1и гелия m2, содержащихся в объеме V , выразятся соотношениями Соответствующие подъемные силы определятся разницей веса воздуха и газа в объеме V : Подставив в последние уравнения выражения масс, получим для отношения подъемных сил Подставляя численные значения μ0= 29 г/моль, μ1= 2 г/моль, μ2= 4 г/моль, получим

2.2 Термодинамика

2.2.1 Пример – давление и энергия идеального газа

Одноатомный идеальный газ изотермически расширяется из состояния с давлением P = 105Па от объема V 1= 1 м3до объема V 2= 5 м3. Какова внутренняя энергия и давление газа в конечном состоянии?

Решение

Внутренняя энергия идеального газа при изотермическом расширении не меняется. Поэтому ее можно найти из начального состояния. Для одноатомного газа

И из данных задачи получаем При постоянной температуре P1V 1= P2V 2. Откуда конечное давление
2.2.2 Пример – работа, тепло и внутренняя энергия

Газ в цилиндре получил тепло Q = 1000 Дж и, расширившись, совершил работу A = 300 Дж. На сколько изменилась при этом его внутренняя энергия?

Решение

Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии газа равно количеству тепла, полученного газом, минус работа, совершенная газом: ΔE = Q - ΔA.

Откуда ΔE = 1000 - 300 = 700 Дж.

2.2.3 Пример – работа и КПД цикла

Один моль одноатомного идеального газа участвует в циклическом процессе, график которого, состоящий из двух изохор и двух изобар, представлен на рисунке 2.1. Температуры в точках 1 и 3 равны T1и T3. Известно, что точки 2 и 4 лежат на одной изотерме. Определите работу, совершенную газом за цикл и КПД цикла.


Решение

Обозначим через V 1минимальный объем, занимаемый газом (на изохоре 1,2), через V 2– максимальный (на изохоре 3,4). Соответственно, через P1– минимальное (на изобаре 4,1), а через P2– максимальное (на изобаре 2,3) давление. Пусть температура в точках 2 и 3 равна T2.

Работа газа за цикл определится как площадь на диаграмме:

(2.1)

Из уравнения состояния идеального газа для одного моля имеем:

Подставляя (2.2) – (2.5) в (2.1), получим Теперь необходимо найти T2. Для этого разделим почленно (2.2) на (2.3), а (2.4) на (2.5): Приравнивая правые части Откуда Работа газа определится через заданные температуры Найдем теперь КПД цикла. Для этого надо найти тепло, переданное газу за цикл – Q. Газ получает от нагревателя тепло на участках 1,2 и 2,3. На остальных участках газ отдает тепло холодильнику.

При изохорическом процессе тепло, полученное газом:

Для одного моля одноатомного идеального газа cV = 3R∕2. Тогда При изобарическом расширении газ получает тепло где cP= cV + R = 3R∕2 + R = 5R∕2. То есть Полное количество тепла, полученного газом КПД цикла Пусть T3= 900 K, T1= 400 K. Тогда Заметим, что КПД обратимой машины, работающей с нагревателем температуры T3= 900 K, и холодильником с T1= 400 K определится из формулы
2.2.4 Пример – динамическое отопление

С помощью электрической плитки мощностью N = 1 кВт в комнате поддерживается температура воздуха t1= 17∘C при температуре наружного воздуха t2= -23∘C. Какая мощность потребовалась бы для поддержания в комнате той же температуры с помощью обратимой тепловой машины?

Решение

Для поддержания нужной температуры запустим тепловую машину по обратному циклу. Тогда наружный воздух будет играть роль нагревателя при T2= 250 K, а воздух в комнате – роль холодильника при T1= 290 K. Процесс пойдет таким образом: забрав тепло Q2от наружного воздуха и затратив некоторую работу A (например, с помощью электродвигателя), передадим тепло Q1внутрь комнаты. Пусть A, Q1и Q2относятся к единице времени (секунде). Тогда для поддержания той же температуры необходимо, чтобы переданное тепло Q1равнялось теплу, поступающему в первом случае:

КПД тепловой машины Так как машина обратимая Приравнивая правые части последних выражений, получим Мощность, которую необходимо затратить Подставляя Q1= 103Вт и температуры, получим При таком способе отопления затрачивается значительно меньше энергии! Вместо электрической мощности 1 кВт можно затрачивать для работы электродвигателя лишь 137 Вт. Такое отопление называется динамическим. Идею использования динамического отопления выдвинул лорд Кельвин.

2.3 Фазовые переходы. Поверхностное натяжение

2.3.1 Пример – нагревание и кипение воды

В кастрюлю налили воду при температуре t0= 10∘C и поставили на плиту. Через τ = 10 минут вода закипела. Через какое время она полностью превратится в пар?

Решение

Обозначим через c удельную теплоемкость воды. Будем считать, что теплоемкость при росте температуры не меняется: c = 1 кал/(г⋅град) = 4,18 ⋅ 103 Дж/(кг⋅град).

Пренебрежем потерями тепла, считая, что за единицу времени при любой температуре воде передается одинаковая энергия w. Пусть масса воды m. Тогда за время τ вода получила энергию wτ, которая пошла на нагревание до температуры кипения t = 100∘C:

(2.1)

Для того, чтобы вода выкипела, она должна получить энергию mq, где q = 2,26 ⋅ 106Дж/кг – удельная теплота парообразования воды. Такое тепло вода получит за время τ1:

(2.2)

Выразив массу из (2.1) и подставив в (2.2) получаем

Откуда Подставляя числа

Ответ: вода полностью выкипит через час после закипания.

2.3.2 Пример – пограничное кипение

В стакан налиты две несмешивающихся жидкости: четыреххлористый углерод (CCl4) и вода. При нормальном атмосферном давлении CCl4кипит при 76,7∘C, вода – при 100∘C. При равномерном нагревании стакана со смесью в водяной бане кипение на границе раздела жидкостей начинается при температуре 65,5∘С. Определите, какая из жидкостей быстрее (по массе) выкипает при таком пограничном кипении и во сколько раз. Давление насыщенного пара воды при 65,5∘С составляет 25,6 кПа.

Решение

При пограничном кипении газовые пузырьки растут на границе раздела жидкостей. При этом сумма парциальных давлений CCl4(P1) и воды (P2= 25,6 кПа) должна равняться атмосферному давлению (при нормальных условиях P0= 1 атм = 100 кПа):

(2.1)

Масса m1четыреххлористого углерода, находящегося в некотором пузырьке объема V , определится из уравнения Клапейрона-Менделеева:

(2.2)

Здесь μ1= 154 г/моль – молекулярная масса CCl4, T = 338,5 K – абсолютная температура, соответствующая 65,5∘C. Аналогично для воды

(2.3)

где μ2= 18 г/моль.

Разделив почленно (2.2) на (2.3), имеем

(2.4)

Подставив в (2.4) давление P1, выраженное из (2.1), получим

Подставив числа, получим ответ
2.3.3 Пример – влажность воздуха

При одинаковой температуре смешали (объединив объемы) V 1= 1 м3воздуха влажностью φ1= 20% и V 2= 2 м3воздуха влажностью φ2= 30%. Определите относительную влажность смеси.

Решение

Обозначим давление насыщенного пара при температуре T через P0, парциальное давление водяного пара массы m1в объеме V 1= 1 м3– через P1, а водяного пара массы m2в объеме V 2= 2 м3– через P2.

По определению влажность (выраженная не в процентах) в первом объеме

(2.1)

а во втором

(2.2)

Параметры водяного пара в каждом случае определятся из уравнения Клапейрона-Менделеева

После объединения объемов установится парциальное давление водяного пара P, определяемое из уравнения
(2.5)

Выразив из (2.1) и (2.2) P1= φ1P0и P2= φ2P0, а также m1и m2из (2.3) и (2.4) и подставив все в (2.5), получим

Относительная влажность воздуха определится как Подставляя числа Так как относительная влажность воздуха выражается в процентах, ответ φ ≈ 27%.
2.3.4 Пример – капля ртути

Какую работу против сил поверхностного натяжения нужно совершить, чтобы разделить сферическую каплю ртути радиуса r0= 3 мм на две одинаковые капли? Коэффициент поверхностного натяжения ртути σ = 0,465 Н/м.

Решение

Работа против сил поверхностного натяжения определяется изменением полной поверхности

(2.1)

Начальная поверхность S0= 4πr02. Обозначим радиус каждой из двух образовавшихся капель через r. Тогда полная поверхность двух капель S = 2 ⋅ 4πr2. Так как ΔS = S - S0, работа

(2.2)

При разделении капли сохраняется полный объем ртути

(2.3)

Откуда находится радиус образовавшихся капель. Подставив r из (2.3) в (2.2), получим

Подставляя числа, получим ответ

молярную массу газа

молярную массу газа

Задача 19091

Найти молярную массу газа, если при нагревании m = 0,5 кг этого газа на δT = 10К изобарически требуется на δQ = 1,48 кДж тепла больше, чем при изохорическом нагревании.

Задача 50103

Определить кинетическую энергию, приходящуюся на одну степень свободы молекулы однородного газа при температуре 756 К. Молярная масса газа 2 кг/кмоль.

Задача 50114

Определить молярную массу газа, свойства которого соответствуют свойствам смеси 160 г кислорода и 120 г азота.

Задача 50275

Какая часть молекул газа при температуре 273 К обладает скоростями в интервале от v до v+10 м/с. v = 405 м/с. Молярная масса газа 40 кг/кмоль. Ответ выразить в %.

Задача 50276

Определить температуру газа, для которой функция распределения молекул по абсолютным значениям скоростей будет иметь максимум скорости 501 м/с. Молярная масса газа равна 18 кг/кмоль.

Задача 50300

Какая часть молекул газа при температуре 331 К обладает скоростями в интервале от V до V+10 м/с. V = 281 м/с. Молярная масса газа 44 кг/кмоль. Ответ выразить в %.

Задача 50325

Известны удельные теплоемкости cv = 649 Дж/(кг·К), cp = 912 Дж/(кг·К). Определить молярную массу газа и число степеней свободы его молекул.

Задача 26412

Найти кинетическую энергию теплового движения молекул, находящихся в 1 г воздуха при температуре T = 15 °С. Воздух считать однородным газом, молярная масса которого μ = 0,29 кг/моль.

Задача 17565

Укажите номера правильных утверждений о коэффициенте вязкости.
1. Зависит от молярной массы газа.
2. Зависит от размера молекул газа.
3. Зависит от скорости направленного движения молекул газа.
4. Не зависит от размеров сосуда, в котором находится газ.

Задача 17573

Коэффициент диффузии идеального газа зависит от ...
1. ... размеров сосуда, в котором он находится
2. ... давления в области нормального давления
3. ... молярной массы газа
4. ... теплоемкости газа.
Укажите номер правильного ответа.

Задача 20498

Для распределения Максвелла по модулям скоростей молекул для разных газов при одинаковой температуре верны утверждения:
1) График 1 соответствует газу с большей массой молекул.
2) График 2 соответствует газу с меньшей молярной массой молекул.
3) Площадь под этими кривыми тем больше, чем больше молярная масса газа.

Задача 20592

Для распределения Максвелла по модулям скоростей молекул для разных газов при одинаковой температуре верны утверждения: 1) График 1 соответствует газу с большей массой молекул. 2) График 2 соответствует газу с меньшей молярной массой молекул. 3) Площадь под этими кривыми тем больше, чем больше молярная масса газа.

Задача 20792

Найти с помощью распределения Максвелла среднее значение проекции квадрата скорости <|vx2|> молекул газа с молярной массой μ = 32 г/моль при температуре Т = 300 К.

Молярная масса газа - Химия - Математика

Здесь мы используем уравнение Клапейрона и формулу молей

Маркология:

- масса вещества [г]

- молярная масса []

- молярное число [моль]

- давление [Па]

- универсальная газовая постоянная (8.3147[])

- температура [К]

- том []

(а) Нормальные условия:

Т = 273,15 К

р = 101324 Па

м = 9 г

В = 0.0049 []

Вы делаете то же самое в пункте B, только вводите соответствующие данные (не забывая конвертировать градусы Цельсия в Кельвины).

Крамп сообщение отредактировал 09.10.2014 - 20:15

.

Глава 3. Хранение СУГ в баллонах - АРХИВНАЯ ДАТА 9000 1 Полная правовая информационная система LexLege ПРОВЕРКА

Законодательный вестник 2014.0.1853, т.е. - АРХИВНЫЙ АКТ - Постановление Министра экономики от 21 ноября 2005 г. о технических условиях, которым должны соответствовать базы и станции жидкого топлива, магистральные магистральные трубопроводы для транспортировки сырой нефти и нефтепродуктов

§ 77.Использование и хранение баллонов

1. Баллоны, предназначенные для заправки сжиженным газом, нельзя эксплуатировать и хранить в условиях, отрицательно влияющих на их прочность.
2. На складах, где хранятся баллоны со сжиженным газом общей массой более 1 350 кг, полные и порожние баллоны, содержащие только газовую фазу, должны храниться раздельно в обозначенных местах.

Статья 78. Стоянка и места стоянки транспортных средств, груженных газовыми баллонами

Места стоянки и стоянки автомобилей и полуприцепов, груженных баллонами СУГ, должны соответствовать требованиям безопасности для складов в открытых дворах.

§ 79. Общая масса газа в баллонах, хранящихся в помещении

Общая масса сжиженного газа в баллонах, которые могут храниться в помещении, не должна превышать 5 500 кг.

Статья 80. Хранение газовых баллонов на открытой площадке

1. Баллоны со сжиженным газом могут храниться на защищенных открытых площадках, под крышами или в приспособленных для этой цели зданиях.
2. На открытых площадках баллоны СУГ не на поддонах должны храниться отдельными штабелями на расстоянии друг от друга не менее 1,5 м. Вес СУГ в штабеле не может превышать 5 500 кг.
3. Баллоны со сжиженным газом, хранящиеся на поддонах или в ажурных контейнерах, на открытых площадках должны храниться отдельными штабелями на расстоянии не менее 2,5 м друг от друга, а масса хранимого в штабеле сжиженного газа не может превышать в общей сложности 15 000 кг.
4. Хранилище баллонов на открытой площадке не должно располагаться ниже уровня земли, его грунт должен быть укреплен, без канализационных, водопроводных и отопительных котлованов и камер, а также отверстий в помещения с полом ниже уровня земли на расстояние, указанное в приложении к регламенту для хранения баллонов на открытой площадке или под крышей.

§ 81.Хранение газовых баллонов

1. Склад, где хранятся баллоны со сжиженным газом:
1) должен быть одноэтажным с вытяжными отверстиями, расположенными на высоте не более 0,15 м от уровня пола;
2) в зависимости от массы хранимого сжиженного газа, оснащенного порошковыми огнетушителями массой 9 кг в количестве:
а) 1 огнетушитель - в случае хранения сжиженного газа до 440 кг,
б) 2 огнетушителя - при хранении газа сжиженного газа массой от 441 кг до 5 500 кг и дополнительно по одному огнетушителю на каждые 10 000 кг массы хранимого сжиженного газа свыше 5.500 кг.
2. Допускается два снеготушителя СО 2 массой 5 ​​кг каждый вместо порошкового огнетушителя массой 9 кг каждый.
3. При наличии на складе баллонов сжиженного газа массой более 440 кг для целей пожаротушения следует применять наружные гидранты следующей вместимости:
1) 10 дм 3 /с - на массу хранимого сжиженного газа 25 000 кг;
2) 20 дм 3 /с - сверх веса хранимого сжиженного газа, указанного в пункте 1.

Статья 82. Местонахождение склада газовых баллонов

1. Расстояние склада баллонов сжиженного газа от жилых домов, домов коллективного проживания и зданий общественного назначения должно быть не менее 30 м.
2. Расстояние между хранилищами баллонов со сжиженным газом и другое, чем указано в разд. 1 здания, объекты и край проезжей части дороги общего пользования должны быть не менее половины расстояния, указанного в пункте 1. 1, при условии соблюдения требований, изложенных в положениях о дорогах общего пользования.

Статья 83. Заправочная установка для наполнения газовых баллонов

Завод по розливу баллонов СУГ должен представлять собой отдельно стоящее здание без подвала и иметь:
1) стационарные спринклерные устройства;
2) самотечная вентиляция;
3) ИВЛ активный при работе заправочных устройств, производительностью не менее 4 раз в час;
4) искусственная аварийная вентиляция мощностью не менее 10 замен в час;
5) стационарная установка для определения опасной концентрации газа в воздухе.

.90 000 Идеальный газ - Medianauka.pl

В статье, в которой мы описали уравнение состояния газа, мы определили идеальный газ как газ, который удовлетворяет уравнению Клапейрона . Это хорошее определение, но оно мало что говорит о сущности идеального газа.

Можно определить идеальный газ, сделав некоторые предположения о частицах, из которых состоит идеальный газ. Это определение, возможно, менее точное (с точки зрения математического описания), но оно лучше иллюстрируется самой газовой моделью.

Таким образом, идеальным газом является газ, для которого выполняются следующие условия:

  1. Частицы этого газа имеют одинаковую массу
  2. Частицы идеального газа можно рассматривать как материальные точки.
  3. Ни одно из направлений движения частиц не является привилегированным, их движение хаотично.
  4. Столкновения молекул со стенками сосуда упругие, а силы при столкновениях консервативны (механическая энергия системы частиц постоянна).
  5. Кроме столкновений, на частицы не действуют никакие другие силы.
  6. Объем молекул газа пренебрежимо мал по отношению к объему, занимаемому газом.

Концепция идеального газа лежит в основе кинетической теории идеального газа. Из чистой ньютоновской механики можно вывести уравнение Клапейрона, дать толкование понятиям давления и температуры.

Моделирование

Следующее приложение представляет собой моделирование идеального газа.

вопросов

Существует ли идеальный газ?

Идеального газа не существует. Это чистая модель для описания поведения реальных газов. Реальный газ похож на идеальный газ, чем выше его температура и ниже давление.

© medianauka.pl, 22.09.2019, ART-3691
Дата обновления статьи: 06.10.2019


.

Как проверить, сколько газа осталось в картридже?

Завинтить, зажечь, закипятить. Откручиваем (, ждем пока остынет! ), кидаем в рюкзак.

Газовый картридж Primus Power Gas 100 г с полным/пустым трубопроводом.

Картриджные конфорки

— это, пожалуй, самый популярный способ приготовления пищи в дороге. Простой в использовании, безотказный, легкий, относительно недорогой. Во многом это связано с газовыми баллончиками, оснащенными клапаном, позволяющим многократно подключать и отключать баллон от плиты.Это облегчает переноску, а хорошее качество газа исключает проблемы, с которыми сталкиваются пользователи печей, работающих на жидком топливе, многотопливных, т.н. многотопливный . Не требует обслуживания, замена уплотнений, забитые форсунки...

Что касается самих картриджей и уровня их содержимого - трясти их рядом с ухом - не очень точный метод измерения. Вот два простых способа узнать, сколько топлива осталось внутри.

Взвешивание

В целом довольно очевидный и в то же время точный способ проверить, сколько газа ушло из картриджа.Вам понадобятся кухонные весы и знание того, сколько весит полный (и пустой) картуш. Тогда это простая математика. Вес несколько различается между производителями и даже между разными партиями в рамках одного бренда. Самые маленькие патроны, сотни, весят пустые около 100г, средние 230 обычно около 130г.

Полный картридж Optimus 97 г весит 189 г.

Самый надежный способ – взвесить новый полный картридж и записать его вес. Последующие измерения дают нам точный уровень топлива.Масса нетто газа всегда указана на картридже, между производителями она может быть разной, например 97 г (Optimus) против 100 г. 110 г (МСР).

Полный газовый баллончик Coleman C300 240 г весит 358 г.

Плавление

Менее точный метод, но измерение возможно в полевых условиях . Поместите картуш в сосуд с водой (желательно под углом, чтобы не было пузырька воздуха в углублении на дне) и оцените, насколько он торчит из воды.

  • Полный картридж опускается до точки, где стенки начинают изгибаться по направлению к клапану.

    Картридж полный.

  • Картуш пустой, погружается примерно на половину боковых стенок .

    Картридж пустой.

Мы рассматриваем все, что между ними, как приблизительный показатель уровня топлива, между ПОЛНЫМ и ПУСТЫМ.

В картридже осталось чуть больше половины газа.

Учтите, что иногда полностью сжечь газ невозможно. При понижении температуры воздуха ниже 5 градусов С круглогодичные смеси теряют напор, и хотя остатки еще плещутся внутри, обычная печка не способна их выжечь.В таких условиях лучше работают плиты с автоматическим регулятором давления , например, Jetboil MightyMo.

Все это, чтобы знать, если дополнительный кофе в течение дня превратится в холодный ужин.

.3 составляет 180 литров. Следовательно, в нем содержится 180/22,4 = 8,036 моль углекислого газа.

Шаг 3

А теперь последний шаг. Формула углекислого газа – CO2. Его молярная масса равна 12 + 16 * 2 = 44 грамма/моль. Это означает, что в одном моле углекислого газа содержится около 44 граммов этого вещества. Сколько стоит 8036 молей? Умножьте: 44 * 8,036 = 353,58 грамма или 353,6 грамма округленно. Проблема решена.

Шаг 4

Если вам нужно найти массу того же углекислого газа, но при очень отличных от обычных условиях? Например, некоторое количество этого газа поместили в герметичный сосуд объемом V, нагрели до температуры Т, измерили его давление, которое оказалось равным Р.Вопрос: Какая масса углекислого газа находится в сосуде при таких условиях?

Шаг 5

А эта задача очень проста. Для ее решения достаточно вспомнить уравнение Менделеева-Клапейрона, названное в честь двух выдающихся ученых. Они были выведены ими для описания состояний так называемого «Идеальный газ». Его формула такова: PV = МРТ/м. Или в несколько измененном виде: PVm = МРТ, где Z — давление в паскалях, V — объем в кубических метрах, m — молярная масса газа, M — его действительная масса, Т – температура в Кельвинах, R – универсальная газовая постоянная, примерно равная 8, 31.

Шаг 6

Легко видеть, что фактическая масса газа М вычисляется по формуле: М = PVm/RT. Подставив в эту формулу все известные данные и вспомнив, что молярная масса углекислого газа m равна 44 грамма/моль, можно легко получить ответ.

Шаг 7

Конечно, ни углекислый газ, ни любой другой газ не совершенны. Поэтому уравнение Менделеева-Клапейрона не точно описывает его состояние. Но если условия не сильно отличаются от нормальных, ошибки расчета малы и ими можно пренебречь.

.

Газ Трейдинг Подкарпатье - Инструкция

Свойства газа:

Согласно польскому стандарту PN-82/C-96000 жидкие углеводородные газы (C 3 -C 4 ) представляют собой сжиженные и под давлением собственных паров смеси алифатических углеводородов, основные компоненты которых указаны в этот стандарт буквой С с индексом
номера:

  • пропан, пропилен - С 3
  • бутан, бутены и бутадиены - С 4

и в меньшем количестве:

  • метан - С 1
  • этан, этилен - С 2
  • петаны, петены и выше - C 5

В зависимости от содержания основных углеводородов и предполагаемого использования различают три типа смесей углеводородных газов (жидкие С 3 -С 4 ):

  • бутан технический (смесь А)
  • пропан-битан технический (смесь Б)
  • Пропан технический (смесь С)

Пропан C 3 H 8
Высококалорийный
Точка кипения: -42 o C
Точка замерзания: -187 o C
Высшая теплотворная способность: на килограмм - 13,8 кВтч (49,8 МДж)
Низшая теплотворная способность: на килограмм - 12,8 кВтч (46,1 МДж)
Высокое давление - большая мощность испарения
Удобно хранить снаружи
Тяжелее воздуха

Пропан-бутан C3H8 + C4h20
Температура кипения (в зависимости от пропорции смеси): - 20 o 90 063 С (для смеси 30% пропана, 70% бутана)
Более низкое давление - более низкая производительность испарения
Предназначен для использования в номерах
Тяжелее воздуха

Бутан С 4 Н 10
Точка кипения: -290 062 o C
Точка замерзания: -140 o C
Предназначен для использования в номерах
Тяжелее воздуха

Наиболее важные параметры сжиженного газа:

Давление насыщения - это давление, при котором газовая фаза переходит в жидкую фазу, и наоборот, жидкая фаза переходит в газовую фазу.Величина давления зависит от температуры.

Теплота парообразования - для перехода из жидкой фазы в газовую требуется подача так называемого теплота парообразования. Если теплота не подводится извне, то она берется у испаряющейся жидкости, в результате чего жидкость охлаждается и прекращается тенденция к ее дальнейшему испарению. В случае пропана испарение прекращается при температуре -43 90 062 o 90 063 С, а в случае бутана при температуре -0,5 o 90 063 С.

Горючие свойства - углеводороды пропановые и бутановые и их смеси являются легковоспламеняющимися газами, которые при подаче соответствующего количества кислорода из воздуха и после воспламенения сгорают до СО2 и Н3О по реакции:
C 4 H 10 + 6,5 O 2 = 4CO 2 + 5H 2 O
C 3 H 8 + 5O 2 = 3CO 2 + 4H 2 O

Температура вспышки - газа пропана - бутана колеблется от -95 90 062 o 90 063 C до - 60 o C.

Температура самовоспламенения - газ пропан-бутан находится в диапазоне от 470 o C до 365 o C.

Удельная плотность - жидкого газа и его компонентов значительно выше, чем у воздуха. Газ
жидкость, независимо от ее состава, всегда тяжелее воздуха, а потому может быть длинной
время лежать в плохо проветриваемых помещениях, создавая взрывоопасные смеси.

Масса 1 дм 90 062 3 90 063 жидкий пропан - бутан 0,51 - 0,58 кг

Масса 1м 3 пропан-бутановой газовой фазы 2,02 - 2,70 кг

Теплотворная способность - энергетические свойства топлив.

Теплота сгорания газа - это количество теплоты, выделяющееся при полном и полном сгорании 1м 3 газа, при этом вода содержится в продуктах сгорания (дымовых газах) в виде пара.

Теплота сгорания газа - это количество теплоты, которая выделяется при полном и полном сгорании 1 м3 газа при температуре 25 o С и давлении 101,325 кПа, при наличии воды, содержащейся при сгорании продукты (дымовые газы) в виде жидкости, а температура продуктов сгорания равна температуре газа и воздуха перед горением.

90 196 80 90 193 90 196 70 90 193 90 196 60 90 193
Теплотворная способность и теплота сгорания для различного состава % попан-бутановой смеси:
Бутан (%) теплота сгорания кДж/кг теплотворная способность кДж/кг пропан (%)
0 50160 46300 100
10 50090 46230 90
20 50030 46160
30 49900 46020
40 49890 45950
50 49830 45950 50
60 49760 45880 40
70 49750 45810 30
80 49700 45740 20
90 49650 45600 10
100 49500 45600 0

Тепловые свойства СНГ

Теплота сгорания является основой для всех видов тепловых расчетов.Это количество тепла (энергии), которое может быть получено в результате полного и полного сгорания одного килограмма (или 1 м3) жидкого газа. Для сжиженных газов это:

Газ газовая фаза твердая фаза
ккал / Нм 3 кДж/Нм 3 ккал/кг ккал/кг
пропан 21.790 91.260 11.070 46.360
Бутан 29.280 122.570 10,920 45.720

Чтобы правильно оценить теплотворную способность пропана и бутана, ее следует сравнить с теплотворной способностью других газообразных топлив, например, природного газа. Полезная теплотворная способность природного газа составляет примерно 37 300 кДж/Нм3.Таким образом, теплотворная способность жидких газов превышает теплотворную способность газа
. природный газ.
Пропан: 91,260 / 37,300 = в 2,4 раза выше
Бутан: 122 570 / 37 300 = в 3,3 раза выше.
Средняя теплотворная способность смеси пропана и бутана QW = 46000 кДж/кг.

1 л жидкости = 0,254 м 3 газ

- жидкая фаза
1 л = 0,52 кг
1 кг = 1,92 л

- газовая фаза
1 Нм 3 90 063 = 2 кг
1 кг = 0,5 Н·м 3

- теплотворная способность
~ 46 МДж/кг
~ 92 МДж/м 90 062 3 90 063 90 011 ~ 11000 ккал/кг
~ 22 000 ккал/м 3
~ 1 кг/ч = 13 кВт
~ 1 кВт = 0,077 кг/ч

СКАЧАТЬ

.

Давление газа в закрытом сосуде

Откуда возникает давление в закрытом сосуде, когда он закрыт?

Газ, находящийся в герметичном сосуде, также создает давление на внутренние стенки сосуда, в котором он содержится. Это давление не обязательно должно быть равно давлению вне резервуара. Оно может быть больше (мы говорим, что есть гипертония) или меньше (мы говорим, что есть отрицательное давление).

Давление в закрытом резервуаре является следствием хаотического движения молекул газа.Движущиеся молекулы газа, ударяясь о стенки сосуда, отскакивают от стенок, что оказывает давление на стенки.

Это пристеночное давление представляет собой силу давления, которая, согласно обобщенному второму закону динамики, равна изменению импульса во времени. Импульс связан со скоростью, в данном случае скорость молекул газа

ПРИМЕЧАНИЕ. В приведенной ниже формуле «p» представляет импульс в

раз.

См. пример задачи, решение которой объясняет, почему давление во внутренней трубе повышается при повышении температуры (показать решение)

В закрытом сосуде давление можно изменить:

- изменение объема бака , например, закрыть пальцем выходное отверстие шприца и переместить поршень, аналогичный эффект получается с велосипедным или шариковым насосом

- изменение температуры , при повышении температуры закрытого бака давление тоже увеличивается, а при снижении температуры бака давление тоже уменьшается.

Изменения давления газа в закрытом сосуде под влиянием изменения температуры являются следствием более быстрого или более медленного движения молекул газа. Чем выше температура, тем выше скорость молекул газа, тем ниже скорость.

Как изменить давление, когда в баке не меняется объем и не меняется температура?

Если сосуд не является летучим, давление можно повысить, добавив в сосуд газ.Итак, подкачиваем газ.

Увеличение массы газа в сосуде означает увеличение числа молекул газа, сталкивающихся со стенками сосуда. Следовательно, давление в баке увеличивается.

Например, накачивание мяча увеличивает давление внутри мяча - мяч становится тверже.

Предыдущая тема: Строение твердых тел, жидкостей и газов
Следующая тема: В процессе подготовки Политика конфиденциальности
Информация:

Уважаемый пользователь Интернета! Чтобы иметь возможность предоставлять вам все более качественные редакционные материалы и услуги, нам необходимо ваше согласие на адаптацию маркетингового контента к вашему поведению.Благодаря этому согласию мы можем поддерживать наши услуги.
Мы используем файлы cookie в функциональных целях, чтобы упростить пользователям использование веб-сайта и создать анонимную статистику веб-сайта. Нам необходимо ваше согласие на их использование и сохранение в памяти устройства.
Чтобы дать согласие на профилирование, файлы cookie и ремаркетинг, вам должно быть не менее 16 лет. Отсутствие согласия никоим образом не ограничивает содержание нашего веб-сайта. Вы можете отозвать свое согласие в любое время в Политике конфиденциальности.
Мы всегда заботимся о вашей конфиденциальности. Мы не увеличиваем объем наших полномочий.

НЕТ СОГЛАСИЯ .

Смотрите также