как определить плотность газа, не измеряя его обьёма и массы? Химическую формулу, газа считать известной
Найди верный ответ на вопрос ✅ «как определить плотность газа, не измеряя его обьёма и массы? Химическую формулу, газа считать известной …» по предмету 📙 Физика, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.
Искать другие ответы
Главная » Физика » как определить плотность газа, не измеряя его обьёма и массы? Химическую формулу, газа считать известной
Density is mass per unit volume. Finding the density of a gas is the same as finding the density of a solid or liquid. You have to know the mass and the volume of the gas. The tricky part with gases is that you are often given pressures and temperatures with no mention of volume. You have to figure it out from the other information.
How to Find Density of a Gas
- Calculating the density of a gas usually involves combining the formula for density (mass divided by volume) and the ideal gas law (PV = nRT).
- ρ = PM/RT, where M is molar mass.
- The ideal gas law is a good approximation of the behavior of real gases.
- Usually, with this type of problem, you are given the type of gas and enough other variables to solve the ideal gas law problem.
- Remember to convert temperature to absolute temperature and watch your other units.
Density of a Gas Example Calculation
This example problem will show how to calculate density of a gas when given the type of gas, the pressure, and the temperature.
Question: What is the density of oxygen gas at 5 atm and 27 °C?
First, let’s write down what we know:
Gas is oxygen gas or O2.
Pressure is 5 atm
Temperature is 27 °C
Let’s start with the Ideal Gas Law formula.
PV = nRT
where
P = pressure
V = volume
n = number of moles of gas
R = gas constant (0.0821 L·atm/mol·K)
T = absolute temperature
If we solve the equation for volume, we get:
V = (nRT)/P
We know everything we need to find the volume now except the number of moles of gas. To find this, remember the relationship between number of moles and mass.
n = m/MM
where
n = number of moles of gas
m = mass of gas
MM = molecular mass of the gas
This is helpful since we needed to find the mass and we know the molecular mass of oxygen gas. If we substitute for n in the first equation, we get:
V = (mRT)/(MMP)
Divide both sides by m:
V/m = (RT)/(MMP)
But density is m/V, so flip the equation over to get:
m/V = (MMP)/(RT) = density of the gas.
Now we need to insert the values we know.
MM of oxygen gas or O2 is 16+16 = 32 grams/mole
P = 5 atm
T = 27 °C, but we need absolute temperature.
TK = TC + 273
T = 27 + 273 = 300 K
m/V = (32 g/mol · 5 atm)/(0.0821 L·atm/mol·K · 300 K)
m/V = 160/24.63 g/L
m/V = 6.5 g/L
Answer: The density of the oxygen gas is 6.5 g/L.
Another Example
Calculate the density of carbon dioxide gas in the troposphere, knowing the temperature is -60.0 °C and the pressure is 100.0 millibar.
First, list what you know:
- P = 100 mbar
- T = -60.0 °C
- R = 0.0821 L·atm/mol·K
- carbon dioxide is CO2
Right off the bat, you can see some units don’t match up and that you need to use the periodic table to find the molar mass of carbon dioxide. Let’s start with that.
- carbon mass = 12.0 g/mol
- oxygen mass = 16.0 g/mol
There is one carbon atom and two oxygen atoms, so the molar mass (M) of CO2 is 12.0 + (2 x 16.0) = 44.0 g/mol
Converting mbar to atm, you get 100 mbar = 0.098 atm. Converting °C to K, you get -60.0 °C = 213.15 K.
Finally, all of the units agree with those found in the ideal gas constant:
- P = 0.98 atm
- T = 213.15 K
- R = 0.0821 L·atm/mol·K
- M = 44.0 g/mol
Now, plug the values into the equation for the density of a gas:
ρ = PM/RT = (0.098 atm)(44.0 g/mol) / (0.0821 L·atm/mol·K)(213.15 K) = 0.27 g/L
Sources
- Anderson, John D. (1984). Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill Higher Education. ISBN 978-0-07-001656-9.
- John, James (1984). Gas Dynamics. Allyn and Bacon. ISBN 978-0-205-08014-4.
- Khotimah, Siti Nurul; Viridi, Sparisoma (2011). «Partition function of 1-, 2-, and 3-D monatomic ideal gas: A simple and comprehensive review». Jurnal Pengajaran Fisika Sekolah Menengah. 2 (2): 15–18.
- Sharma, P. V. (1997). Environmental and Engineering Geophysics. Cambridge University Press. ISBN 9781139171168. doi:10.1017/CBO9781139171168
- Young, Hugh D.; Freedman, Roger A. (2012). University Physics with Modern Physics. Addison-Wesley. ISBN 978-0-321-69686-1.
Как определить плотность газа, не измеряя его обьёма и массы?
Химическую формулу, газа считать известной.
На этой странице находится ответ на вопрос Как определить плотность газа, не измеряя его обьёма и массы?, из категории
Физика, соответствующий программе для 10 — 11 классов. Чтобы посмотреть
другие ответы воспользуйтесь «умным поиском»: с помощью ключевых слов
подберите похожие вопросы и ответы в категории Физика. Ответ, полностью
соответствующий критериям вашего поиска, можно найти с помощью простого
интерфейса: нажмите кнопку вверху страницы и сформулируйте вопрос иначе.
Обратите внимание на варианты ответов других пользователей, которые можно не
только просмотреть, но и прокомментировать.
Как найти плотность по химии
Плотность – это один из важнейших параметров физического тела. Согласно определению, плотность – это скалярная величина, которая измеряется для однородных тел в виде отношения массы тела к его объему. Существует несколько способов узнать значение данного параметра.
Вам понадобится
- — весы;
- — мерный стакан;
- — таблица объемов.
Инструкция
Исходя из определения, для того, чтобы узнать плотность, вам необходимо выяснить массу и объем тела. Это правило справедливо для твердых и жидких веществ. Поставьте тело на весы, и вы увидите необходимый вам количественный показатель. Переведите полученное значение в килограммы, которые являются основной единицей в системе измерений. Если вы узнаете массу жидкого вещества, то прежде чем залить его в колбу и взвесить, узнайте массу самой колбы. Вам нужно будет отнять ее от полученного результата.
Если тело, плотность которого вы хотите найти, представляет собой правильную геометрическую фигуру, работать вам будет значительно проще. Для того чтобы найти объем правильной фигуры, можно воспользоваться таблицей объемов, найти формулу и вычислить по ней результат. Если же фигура неправильная, возьмите мерный стакан и наполните его водой (не полностью). Запишите, на какой отметке находится вода. Затем опустите исследуемое тело в воду и отметьте цифру, на которой находится вода теперь. Разница между вторым и первым значением и будет являться необходимым вам объемом. Объем жидкости также можно измерять с помощью того же мерного стаканчика.
Вам остается лишь подставить полученные данные в формулу ρ = m/V, где m – это масса, а V – объем вещества.
Плотность газов находится по-другому. Для этого вам потребуется знать молярную массу газа и его нормальный объем. Если, согласно условию задачи, действия происходят при нормальных условиях (температура 0 градусов и давление 760 мм.рт.ст.), то нормальный объем будет равен 22,4 л/моль. Молярная масса – это масса одного моля вещества. Формула нахождения плотности газа будет ρ = М/V норм.
Если температура или давление отличаются от нормального, то для выяснения плотности газа вам придется воспользоваться формулой Клапейрона-Менделеева и найти объем газа: ρ* V = m/М * R*T, где ρ – это давление, V – необходимый вам объем, m – масса газа, М – молярная масса, Т – температура в Кельвинах, а R – универсальная газовая постоянная, которая равна 8,3 Дж/моль*К.
Источники:
- формула как найти плотность
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.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Плотность тела является отношением массы к объему. Значение плотности может использоваться в геологии, физике и других естественных науках. Также от этого свойства зависит плавучесть или способность тела держаться на поверхности воды, в которой используется единица плотности в 1 грамм на кубический сантиметр (г/см3) — стандартные единицы измерения плотности.
-
1
Измерьте массу оборудования перед началом работы. Если вам требуется рассчитать плотность жидкости и в особенности газа, то нужно знать массу емкости. Это позволит вам вычесть массу из общей массы при измерении массы тела или вещества.[1]
- Поместите пустую пробирку, сосуд или другую емкость на весы и запишите массу в граммах.
- Некоторые весы позволяют «тарировать» вес. В этом случае поместите емкость на весы, после чего нажмите кнопку «Тарировать», чтобы на весах обнулилось значение массы. Такая функция позволяет вычесть массу емкости, в которой находится вещество.
-
2
Поместите тело на весы и узнайте массу. Поместите твердое тело либо емкость с жидкостью или газом на весы, чтобы измерить массу. Запишите массу в граммах без учета массы использованной емкости.[2]
-
3
Переведите массу в граммы, если используются другие единицы. Некоторые весы могут работать с другими единицами. Если в весах не используются граммы, потребуется преобразовать единицы путем умножения на коэффициент пересчета.
- 1 унция — это примерно 28,35 граммов. 1 фунт — примерно 453,59 граммов.
- В этих случаях нужно умножить массу тела на коэффициент пересчета 28,35 для унций и 453,59 для перевода фунтов в граммы.
-
4
Узнайте объем тела в кубических сантиметрах. Если вам повезло и тело имеет прямоугольные грани, то достаточно изменить длину, ширину и высоту тела в сантиметрах. Перемножьте все три значения между собой, чтобы получить объем.[3]
-
5
Определите объем тела другой формы. Для жидкости и газа нужно использовать градуированный цилиндр или пробирку, чтобы узнать объем. Для твердых тел неправильной формы потребуется использовать соответствующую формулу или погрузить данное тело в воду, чтобы подсчитать объем.
- 1 миллилитр равен 1 кубическому сантиметру. Преобразовать объем воды и газа очень просто!
- Существуют различные математические формулы для расчета объема прямоугольной призмы , цилиндра, пирамиды и других тел.
- Твердое и плотное тело неправильной формы вроде камня с неровными сторонами требуется погрузить в воду и узнать объем вытесненной воды. Согласно закону Архимеда, тело вытесняет объем жидкости, равный собственному объему. Далее следует вычесть объем жидкости из общего объема жидкости с погруженным в нее телом.[4]
Реклама
-
1
Разделите массу тела на объем. Разделите массу вещества в граммах на значение объема в кубических сантиметрах с помощью калькулятора или в столбик (возможно даже в уме). Для тела массой 20 граммов, которое занимает объем в 5 кубических сантиметров, значение плотности составит 4 грамма на кубический сантиметр.[5]
-
2
Упростите ответ до подходящего значения в значащих цифрах. В реальном мире обычно используются не настолько точные значения, как в задачах. Следовательно, если вы разделите реальную массу на объем, то получите длинное число с большим количеством знаков после запятой.
- Уточните значащие цифры у преподавателя или человека, которому требуются ваши расчеты.
- Обычно следует округлять до 2–3 знаков после десятичного разделителя. Следовательно, ваш результат вроде 32,714907 можно округлить до 32,71 или 32,715 г/см3.
-
3
Практическое применение. Обычно значение плотности тела соотносится с плотностью воды (1,0 г/см3). Тело тонет в воде, если его плотность выше единицы. В других случаях тело будет плавучим.
- Это же касается некоторых жидкостей. Например, если попытаться смешать оливковое масло с водой, то масло всплывет на поверхность по причине меньшей плотности.
- Также плотность соотносится с удельной плотностью. Часто она представляет собой плотность тела, разделенную на плотность воды (или другого вещества). Единицы измерения сокращаются, в результате чего остается число, которое представляет собой удельный вес. Его часто используют в химии, чтобы определить концентрацию вещества в растворе.[6]
Реклама
Что вам понадобится
- Обычные или пружинные весы
- Рулетка или измерительная лента
- Калькулятор
- Градуированный цилиндр (для порошков, жидкостей или газов)
Об этой статье
Эту страницу просматривали 34 490 раз.