Как найти плотность при температуре кельвине

Чтобы узнать, как температура влияет на плотность жидкого вещества, используйте один из двух методов в зависимости от жидкости, которую вы хотите измерить. Для газов используйте адаптацию Закона об идеальном газе, которая при переписывании дает уравнение для плотности, основанное на температуре и давлении. Для других жидкостей, таких как вода или спирт, вы должны использовать больше информации для определения их плотности при различных температурах. Когда у вас есть вся информация, необходимая для расчета, для ее решения требуется немного математики.

Найти плотность жидкости

1. Вычесть конечную температуру

Вычтите конечную температуру в градусах Цельсия из начальной температуры в градусах Цельсия. Например, конечная температура 20 градусов C и начальная температура 30 градусов Цельсия дают разницу: 30 градусов C — 20 градусов C = 10 градусов C.

2. Умножьте разницу температур

Умножьте эту разность температур на коэффициент объемного температурного расширения для измеряемого вещества, затем добавьте единицу к этому числу. Для воды используйте коэффициент объемного температурного расширения (0, 0002 м3 / м3 градусов C) и умножьте его на разницу температур, которая в данном примере составляет 10 градусов C. Отработать 0, 0002 x 10 = 0, 002. Добавьте один к этому числу, чтобы получить: 1 + 0, 002 = 1, 002.

3. Найти окончательную плотность

Разделите начальную плотность жидкости на это число, чтобы найти конечную плотность при новой температуре. Если начальная плотность воды была 1000 кг / м3, разделите ее на 1, 002, чтобы найти конечную плотность: 1000 ÷ 1, 002 = 998 кг / м3.

Найти плотность газов

1. Перевести Цельсия в Кельвины

Добавьте 273, 15 к градусам в градусах Цельсия, чтобы найти градусы в градусах Кельвина. Например, температура 10 градусов C = 10 + 273, 15 = 283, 15 Кельвина

2. Умножить на газовую постоянную

Умножьте температуру в Кельвинах на газовую постоянную. На сухом воздухе с газовой постоянной 287, 05 Дж, получится 283, 15 х 287, 05 = 81278, 21.

3. Разделить на текущее давление

Разделите это число на текущее давление, измеренное в Паскалях, чтобы найти плотность в кг / м3. Например, если у вас есть давление 10000 Паскалей, отработайте 81278, 21 ÷ 10000 = 0, 813 кг / м3.

подсказки

• Некоторые обычно используемые коэффициенты объемного расширения включают воду: 0, 0002 (м3 / м3 oC) и этиловый спирт: 0, 0011 (м3 / м3 oC).

  Для газовой постоянной сухого воздуха используйте: 287, 05 Дж / (кг * град К).

  Вам необходимо знать давление газа, измеренное с помощью единицы Паскаля. Если у вас есть только давление в мб, умножьте давление в мб на 100, чтобы преобразовать давление газа в паскали.

Timur2022-10-31 12:27:09

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

To discover how temperature affects the density of a fluid substance, use one of two methods depending on the fluid you wish to measure. For gases, use an adaptation of the Ideal Gas Law, which, when rewritten, provides an equation for density based on temperature and pressure. For other fluids, such as water or alcohol, you must use more information to find their densities at various temperatures. When you have all of the information required for the calculation, solving it just takes a little math.

Find the Density of Liquids

Subtract the final temperature in degrees Celsius from the initial temperature in degrees Celsius. For instance, a final temperature of 20 degrees C and an initial temperature of 30 degrees Celsius yields a difference of:

30^otext{ C}-20^otext{ C}=10^otext{ C}

Multiply this temperature difference by the volumetric temperature expansion coefficient for the substance being measured, then add one to this number. For water, use its volumetric temperature expansion coefficient (0.0002 m³/m³ degrees C) and multiply it by the temperature difference, which is 10 degrees C in this example. Work out:

0.0002times 10 = 0.002

Add one to this number to get: 1 + 0.002 = 1.002.

Divide the initial density of the fluid by this number to find the final density at the new temperature. If the initial density of the water was 1000 kg/m³, divide this by 1.002 to find the final density:

frac{1000}{1.002}=998text{ kg/m}^3

Find the Density of Gases

Add 273.15 to the degrees in Celsius to find the degrees in Kelvin. For instance, a temperature of 10 degrees C:

T=10+273.15 = 283.15text{ Kelvin}

Multiply the temperature in Kelvin by the gas constant. In dry air with a gas constant of 287.05 J, work out:

283.15 times 287.05 = 81278.21

Divide this number by the current pressure measured in Pascals to find the density in kg/m3. For instance, if you have a pressure of 10,000 Pascals work out:

frac{81278.21}{10,000} = 0.813 text{ kg/m}^3.

Things You’ll Need

• Volumetric temperature expansion coefficient for substance (m3/m3 degrees C)
• Initial temperature (degrees C)
• Final temperature (degrees C)
• Initial density (kg/m3)
• Pressure (Pascals)
• Gas constant, J/(kg*degK)
• Temperature in degrees Celsius

Tips

• Some commonly used volumetric expansion coefficients include water: 0.0002 (m³/m^{3 o}C) and ethyl alcohol: 0.0011 (m³/m^{3 o}C).

  For the gas constant of dry air, use: 287.05 J/(kg*degK).

  You need to know the pressure of a gas measured with the unit Pascals. If you only have the pressure in mb, multiply the pressure in mb by 100 to convert the pressure of the gas to Pascals.