Как вычислить объем воздуха
Воздух представляет собой смесь множества газов. Наиболее массовой его составляющей является азот, на втором месте самый необходимой любому живому организму элемент – кислород. Третье место по процентному содержанию занимает инертный газ аргон, четвертое – углекислый. Содержание всех других газов: водорода, метана, прочих инертных газов и т.д., настолько мало, что в большинстве случаев ими можно пренебречь при расчетах. Можно ли вычислить объем воздуха, находящегося в помещении или в каком-либо сосуде? Конечно, можно.
Инструкция
Большинство помещений имеют правильную геометрическую форму. Их противоположные стены параллельны. То есть объем такого помещения вычисляется точно так же, как объем прямоугольного бруска, например. Измерьте длину (А), ширину (В) и высоту (Н) помещения, перемножьте эти величины, в результате получите объем: V = AхВхН. Производить измерения удобнее всего строительной рулеткой.
Предположим, вам задана такая задача: какой объем занимает воздух при нормальных условиях, если его количество – 12 молей? Ее решение очень простое. Как известно, при нормальных условиях объем одного моля любого газа или смеси газов составляет примерно 22,4 литра. Умножьте эту величину на 12, получите ответ: 22,4* 12 = 268,8 литров. Или, примерно 0,27 м^3.
Немного усложните задачу. Допустим, известное вам количество воздуха массой М заключено в герметичном сосуде. На этот воздух подействовали внешним давлением величиной Р, при температуре, равной Т. Какой объем займет воздух при таких условиях?
Тут вам поможет знаменитое уравнение Менделеева-Клапейрона, выведенное независимо друг от друга нашим соотечественником Д.И. Менделеевым и французом Б.П.Э.Клапейроном. Оно описывает состояние идеального газа. Хотя воздух, конечно же, не является идеальным газом, это уравнение можно использовать, если в расчетах не требуется высокая точность. Уравнение Менделеева-Клапейрона записывается так:PV = MRT/m
Величины Р, М, Т вам известны по условиям задачи, величину R – универсальной газовой постоянной можно найти в любом справочнике по химии, физике или в интернете. Она равна 8,31. Единственная оставшаяся величина – m (молярная масса воздуха). Она находится точно таким же образом, и равна 28,98 грамм/моль. Для удобства расчетов округлите эту величину до 29 г/моль.
Немного преобразовав уравнение, вы получите формулу:V = MRT/mPПодставив известные величины и произведя расчет, найдите искомый объем воздуха.
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Лабораторная работа № 5. Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов
Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>> Лабораторная работа № 5. Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов
Тема. Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов.
Цель: научиться определять объемы жидкостей, твердых тел (правильной и неправильной формы) и газов.
Оборудование: мерный цилиндр или мензурка, линейка, сосуд с водой, тело неправильной формы, тело, имеющее форму прямоугольного параллелепипеда, небольшая колба, стакан.
Теоретические сведения
1. Объем — это физическая величина, которая характеризует свойство тел занимать ту или иную часть пространства. Единицей объема в международной системе единиц (СИ) является кубический метр (м3).
Напоминаем: кубический метр равен объему куба с ребром 1 м.
2. Объем жидкости и газа измеряют с помощью мерного цилиндра (рис. I, а), или мензурки.
Для измерения объема жидкости с помощью мерного цилиндра (мензурки) необходимо:
а) перелить жидкость в мерный сосуд (она приобретет форму сосуда, а ее верхняя граница будет находиться на определенной высоте в зависимости от объема);
б) определить пометку шкалы, напротив которой расположена верхняя граница столба жидкости (рис. I, б);
в) зная цену деления шкалы, вычислить объем жидкости.
Измерение объема газа с помощью мерного цилиндра (мензурки) основано на свойстве газа занимать весь имеющийся объем. Поэтому, чтобы определить объем воздуха, который содержится в сосуде, необходимо выяснить, чему равен объем его внутренней части, то есть вместимость сосуда.
Для измерения вместимости сосуда необходимо:
а) заполнить сосуд водой и перелить ее в мерный цилиндр (мензурку);
б) определить объем перелитой воды.
Измеренное значение объема воды будет равно объему воздуха, который содержится в сосуде.
Для определения объема твердого тела с помощью мерного сосуда необходимо:
а) налить в мерный цилиндр (мензурку) воду объемом V1 так, чтобы в нее можно было погрузить тело и вода не переливалась через край;
б) погрузить в воду тело и измерить общий объем воды вместе с телом V2.
Рис. 2
в) вычислить объем вытесненной телом воды как разность измерений до и после погружения: V =V2 — V1.
Полученное значение будет равно объему твердого тела, так как тело вытесняет ровно столько жидкости, сколько оно занимает места в пространстве.
3. Если тело имеет правильную геометрическую форму, то, измерив линейные размеры, можно определить его объем с помощью соответствующих математических формул.
Например, объем тела, которое имеет форму прямоугольного параллелепипеда (рис. 2), вычисляется по формуле:
V = Idh, где I — длина тела; d — ширина тела; h — высота тела.
Указания к работе
Подготовка к эксперименту
1. Прежде чем начать измерения, вспомните:
а) как определяется цена деления шкалы средства измерения;
б) как правильно снимать показания мерного цилиндра;
в) какие меры безопасности надо соблюдать при работе с мензуркой.
2. Определите и запишите цену деления шкал линейки и мерного цилиндра.
Эксперимент
Результаты всех измерений сразу же заносите в таблицу.
1. Измерьте объем тела неправильной геометрической формы с помощью мерного цилиндра.
2 . Определите объем тела правильной геометрической формы.
Наименование тела | Начальный объем воды Vy см3 | Объем воды и тела V2, см3 | Объем тела V | |
см3 | м3 | |||
Тело правильной геометрической формы | ||||
Тело неправильной геометрической формы |
3. Определите объем тела правильной геометрической формы с помощью линейки.
Длина тела I, см | Ширина тела d, см | Высота тела h, см | Объем тела V1 см3 |
4. Измерьте объем воздуха, который содержится в колбе и других сосудах, находящихся на вашем столе.
Номер опыта | Название сосуда | Объем жидкости, см3 | Объем воздуха, см3 |
1. | |||
2. | |||
3. |
Анализ результатов эксперимента
1. Проанализировав различные способы измерения объема, укажите:
а) какой из способов определения объема твердого тела является более универсальным и почему;
б) какие факторы повлияли на точность полученных вами результатов.
2. Сделайте вывод, в котором укажите, что именно вы научились измерять и для чего могут пригодиться навыки, полученные при выполнении работы.
Дополнительное задание
Предложите способы измерения объема тела неправильной формы, если:
а) его объем меньше, чем цена деления мерного сосуда, который у вас имеется;
б) тело не помещается в сосуд, который у вас имеется.
Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.
Содержание урока конспект урока и опорный каркас презентация урока интерактивные технологии акселеративные методы обучения Практика тесты, тестирование онлайн задачи и упражнения домашние задания практикумы и тренинги вопросы для дискуссий в классе Иллюстрации видео- и аудиоматериалы фотографии, картинки графики, таблицы, схемы комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты Дополнения рефераты шпаргалки фишки для любознательных статьи (МАН) литература основная и дополнительная словарь терминов Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике замена устаревших знаний новыми Только для учителей календарные планы учебные программы методические рекомендации обсуждения Идеальные уроки-кейсы
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.
Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки
© Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний — Владимир Спиваковский
При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов —
гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других «взрослых» тем.
Разработка — Гипермаркет знаний 2008-
Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email:
Измерьте объём комнаты в вашей квартире и вычислите массу и вес воздуха в ней, считая, что его плотность равна 1,29
к
г
/
м
3
.
reshalka.com
ГДЗ учебник по физике 7 класс Перышкин. §42. Задание. Номер №1
Решение
Получай решения и ответы с помощью нашего бота
Дано:
a = 6 м − длина комнаты;
b = 3 м − ширина комнаты;
c = 2,6 м − высота комнаты;
ρ = 1,29
к
г
/
м
3
;
Найти:
P−?
m−?
Решение:
V = abc;
V = 6 * 3 * 2,6 = 46,8
м
3
;
m = ρV;
m = 1,29 * 46,8 =60,37 кг;
P = gm;
g = 9,8 Н/кг;
P = 9,8 * 60,37 кг * 1 = 591,6 Н.
Ответ. 591 Н.
МБОУ «Верхне-Матигорская средняя школа»
Проектная работа
на тему
«Измерение объема и массы воздуха в квартире»
Выполнил ученик 7а класса
Худяков Владислав
Руководитель:
Короткая Ксения Алексеевна
2020
Введение
На уроках физики я узнал про существование атмосферного давления, а также про то, что воздух имеет определенную массу, и решил узнать, какой может быть масса окружающего нас воздуха. Поэтому целью своей работы я выбрал измерение объема и массы воздуха в квартире.
Исходя из цели, я поставил себе следующие задачи:
— измерить длину, ширину и высоту всех комнат,
— вычислить объем каждой комнаты,
— вычислить массу воздуха, содержащегося в комнатах.
1. Атмосферное давление
Атмосферным давлением называется давление атмосферы Земли на все предметы, находящиеся на ней. Атмосферой называется газовая оболочка, окружающая Землю (от греческих слов “атмос” – пар и “сфера” – шар). Со стороны Земли на воздух, как и на всякое другое тело, действует сила тяжести, а значит масса воздуха не равна нулю. Соответственно, если тело имеет какую-либо массу, то это тело оказывает давление. Для воздуха это давление называется атмосферным.
Чтобы на опыте показать действие атмосферного давления, потребуются стакан с водой и лист плотной бумаги. Бумагой необходимо накрыть стакан и перевернуть его, плотно прижимая бумагу. Теперь, подняв стакан за дно, бумага «приклеится» к стакану, и вода не будет вытекать. Происходит это под действием атмосферного давления. Из закона Паскаля мы знаем, что давление, оказываемое на жидкость или газ, передается во все стороны без изменений. Значит, на стакан и сверху, и снизу действует одинаковое давление – давление атмосферы. Именно поэтому вода из стакана не выливается, а остается в нем.
Первым, кто доказал существование атмосферного давления, был Эванжелиста Торричелли. Ученый проводил эксперименты со столбами воды и ртути, которые впоследствии привели к изобретению ртутного барометра – прибора для измерения атмосферного давления.
Также существование атмосферного давления на опыте было доказано немецким ученым Отто фон Герике. В своем эксперименте он использовал два металлических полушария, из которых был откачан воздух. Так как получившееся внутри давление было равным нулю, а давление снаружи равнялось давлению атмосферы, получилась огромная разница в давлениях, которая удерживала полушария вместе. Даже восемь пар лошадей не смогли оторвать эти полушария друг от друга.
2. Измерение объема и массы воздуха в квартире
Для того, чтобы найти объем комнат, необходимо было измерить ширину, длину и высоту каждой комнате. В моей квартире две большие комнаты – гостиная и зал, а также прихожая, ванная комната и кухня. Я измерил каждую комнату, после чего перемножил длину, ширину и высоту и получил объем каждой комнаты. Все полученные данные приведены в таблице.
V=abc
Таблица 1 – Результаты измерений
Комната |
Длина |
Ширина |
Высота |
Объем |
Кухня |
4 м |
5 м |
2.3 м |
46 м3 |
Гостиная |
5 м |
4 м |
2.3 м |
46 м3 |
Прихожая |
5 м |
1.5 м |
2.3 м |
17.25 м3 |
Ванная |
3 м |
2 м |
2.3 м |
13.8 м3 |
Зал |
5 м |
4 м |
2.3 м |
46 м3 |
Чтобы найти массу воздуха в каждой комнате, нужно объем комнаты умножить на плотность воздуха, которая составляет 1,29 кг/м3. После этого нужно сложить все полученные данные, чтобы получить общую массу воздуха. После всех моих подсчетов она получилась равной 218 кг.
m=ρV
Таблица 2 – Результаты расчета
Комната |
Объем |
Плотность воздуха |
Масса воздуха |
Кухня |
46 м3 |
1.29кг/м3 |
59.34 кг |
Гостиная |
46 м3 |
59.34 кг |
|
Прихожая |
17.25 м3 |
22.2525 кг |
|
Ванная |
13.8 м3 |
17.802 кг |
|
Зал |
46 м3 |
59.34 кг |
|
Итого: |
218.0745 кг |
Заключение
В ходе выполнения проекта я выполнил поставленную цель и узнал, что масса воздуха в моей квартире составляет 218 кг. Теперь я знаю, что воздух, как и все твердые или жидкие тела, имеет свою массу, а масса воздуха в квартире в несколько раз больше моей массы.
Список использованных источников
1. Физика : 7 класс : учебник / А. В. Перышкин. – 6-е изд., стереотип. – М.:Дрофа, 2017. – 224 с.
2. Интернет-источник:
https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/613467/
3. Интернет-источник:
Рассчитать объем воздуха:
Рассчитать объем воздуха (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле: V = m · Vm / M = ν · Vm. Рассчитать объем воздуха (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле: V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p.
Расчет объема воздуха (газа)
Теория расчета объема газа
Пример: Рассчитайте объем для 1 кг воздуха
Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия, озона, кислорода, углекислого газа, хлора
Рассчитать объем воздуха (газа) при нормальных условиях:
Рассчитать объем воздуха (газа):
Теория:
Рассчитать объем воздуха (газа) при нормальных условиях, если известна его масса, можно по формуле:
V = m · Vm / M = ν · Vm,
где
V – объем газа, л,
ν – количество вещества, моль,
Vm – молярный объем газа, л/моль, Vm = 22,4 л/моль,
ν = m / M,
m – масса газа, г,
М – молярная масса газа, г/моль,
M(воздух) = 28,966 г/моль,
Нормальные условия: 0 оС (или 273,15 К), 101,325 кПа или 1 атм.
Рассчитать объем воздуха (газа), если известна его масса, температура и давление, можно по формуле:
V = m · R · T / (p · M) = ν · R · T / p,
где
V – объем газа, л,
ν – количество вещества, моль,
ν = m / M,
m – масса газа, г,
М – молярная масса газа, г/моль,
M(воздух) = 28,966 г/моль,
R – универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,314 Дж/(моль⋅К),
T – термодинамическая температура, К.
P – давление, кПа.
Пример: Рассчитайте объем для 1 кг воздуха:
Рассчитайте объем для 1 кг воздуха при нормальных условиях.
V = m · Vm / M = 1 000 грамм · 22,4 л/моль / 28,966 г/моль = 773,32 литра.
Рассчитайте объем для 1 кг воздуха при 30 градусах Цельсия (303,15 К), давлении 30 кПа.
V = m · R · T / p · M = 1 000 грамм · 8,314 Дж/(моль⋅К) · 303,15 К / (30 кПа · 28,966 г/моль) = 2 900,399 литров или 2,900399 м3.
Рассчитать объем газа: азота, водорода, воздуха, гелия, озона, кислорода, углекислого газа, хлора
Коэффициент востребованности
2 274