ЯК обчислити об'єм газу :: Природничі науки

Газ, як і речовини, що знаходяться в інших агрегатних станах, має ряд параметрів, в число яких входить і обсяг. Обсяг газу знаходиться на підставі інших його характеристик, які наведені в умові завдання. Будь газ, незалежно від виду і складу, має обсяг, який і потрібно знайти в багатьох завданнях.

Інструкція

Газ, незалежно від його складу, має три основних параметри: масу, об'єм і щільність. У більшості завдань оперують так званим ідеальним газом, тому спиратися в них необхідно лише на наведені в умові значення маси, тиску, температури. Наприклад, в умові завдання може бути вказаний газ азот N2 з температурою в 60 градусів, тиском в 30 кПа і масою в 0,05 р Знаючи ці три параметри і склад газу, на рівняння Менделєєва-Клапейрона можна знайти його обсяг. Для цього необхідно переробити дане рівняння наступним чином:

pV = mRT / M.

Здійснивши подальше перетворення формули, знайдіть обсяг азоту:

V = mRT / pM.

При цьому молярну масу M можна знайти по таблиці Д.І. Менделєєва. У азоту вона дорівнює 12 г / моль. Тоді:

V = 0,05 * 12 * 8,31 * 333/30 * 12? 4,61.

Якщо відомі обсяг при нормальних умовах, а обсяг за інших умов є шуканим, застосуйте закони Бойля-Маріотта і Гей-Люссака:

pV / T = pнVн / Tн.

У такому випадку перетворіть формулу таким чином:

pV * Tн = pнVн * T.

Звідси обсяг V дорівнює:

V = pнVн * T / p * Tн.

Індекс н означає величину того чи іншого параметра при нормальних умовах.

Якщо розглядати обсяг газу з точки зору термодинаміки, можна помітити, що на гази можуть діяти сили, за рахунок яких змінюється обсяг. При цьому тиск газу постійно, що характерно для ізобарних процесів. У ході таких процесів обсяг змінюється з однієї величини на іншу. Їх можна позначити як V1 і V2. В умовах ряду завдань описується деякий газ, що знаходиться під поршнем в посудині. При розширенні цього газу поршень пересувається на деяку відстань dl, в результаті чого здійснюється робота:

A = pdV = p (V2 -V1).

Ця формула пов'язує зміна обсягу газу і роботу. Як відомо, якщо дан кінцевий обсяг V2, то можна знайти початковий обсяг V1:

V1 = pV2-A / p.

Нарешті, найбільш просто знайти об'єм газу, виходячи з двох інших фізичних параметрів - маси та щільності. Якщо в умовах заданий газ з деякою щільністю і масою, то його обсяг слід обчислювати за формулою:

V = m / ?.

У кожного газу є певна щільність, як і у будь-якого твердого або рідкого речовини. Тому, знаходячи обсяг газу, в першу чергу необхідно враховувати саме цей параметр.