Dichtheid wordt meestal zo'n fysieke hoeveelheid genoemd die de verhouding bepaalt van de massa van een object, stof of vloeistof tot het volume dat ze in de ruimte innemen. Laten we het hebben over wat dichtheid is, hoe de dichtheid van een lichaam en materie verschilt, en hoe (met welke formule) dichtheid in de natuurkunde kan worden gevonden.

Soorten dichtheid

Er moet worden verduidelijkt dat de dichtheid kan worden onderverdeeld in verschillende typen.

Afhankelijk van het te bestuderen object:

• De dichtheid van een lichaam - voor homogene lichamen - is de directe verhouding van de massa van het lichaam tot het volume dat in de ruimte wordt ingenomen.
• De dichtheid van een stof is de dichtheid van lichamen die uit deze stof bestaan. De dichtheid van stoffen is constant. Er zijn speciale tabellen waar de dichtheid van verschillende stoffen wordt aangegeven. De dichtheid van aluminium is bijvoorbeeld 2,7 * 103 kg / m 3. Als we de dichtheid van aluminium kennen en de massa van het lichaam dat ervan is gemaakt, kunnen we het volume van dit lichaam berekenen. Of, wetende dat het lichaam uit aluminium bestaat en het volume van dit lichaam kennend, kunnen we gemakkelijk de massa ervan berekenen. Hoe we deze waarden kunnen vinden, zullen we later bekijken, wanneer we een formule afleiden voor het berekenen van de dichtheid.
• Als het lichaam uit meerdere stoffen bestaat, moet om de dichtheid te bepalen, de dichtheid van de delen voor elke stof afzonderlijk worden berekend. Deze dichtheid wordt de gemiddelde dichtheid van het lichaam genoemd.

Afhankelijk van de porositeit van de stof waaruit het lichaam is samengesteld:

• Ware dichtheid is de dichtheid die wordt berekend zonder rekening te houden met de holtes in het lichaam.
• Soortelijk gewicht - of schijnbare dichtheid - is dat wat wordt berekend rekening houdend met de holten van een lichaam dat bestaat uit een poreuze of brokkelige substantie.

Dus hoe vind je dichtheid?

Dichtheidsformule

De formule om de dichtheid van een lichaam te vinden is als volgt:

• p = m / V, waarbij p de dichtheid van de stof is, m de massa van het lichaam is, V het volume van het lichaam in de ruimte is.

Als we de dichtheid van een bepaald gas berekenen, ziet de formule er als volgt uit:

• p \u003d M / V m p is de dichtheid van het gas, M is de molaire massa van het gas, V m is het molaire volume, dat onder normale omstandigheden 22,4 l / mol is.

Voorbeeld: de massa van een stof is 15 kg, deze neemt 5 liter in beslag. Wat is de dichtheid van materie?

Oplossing: vervang de waarden in de formule

• p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Antwoord: de dichtheid van de stof is 3 kg/l

Dichtheidseenheden

Naast het weten hoe je de dichtheid van een lichaam en een stof kunt vinden, is het ook noodzakelijk om de eenheden van dichtheidsmeting te kennen.

• Voor vaste stoffen - kg / m 3, g / cm 3
• Voor vloeistoffen - 1 g / l of 10 3 kg / m 3
• Voor gassen - 1 g / l of 10 3 kg / m 3

U kunt meer lezen over dichtheidseenheden in ons artikel.

Hoe dichtheid thuis te vinden

Om de dichtheid van een lichaam of stof thuis te vinden, heb je nodig:

1. Schubben;
2. centimeter als het lichaam stevig is;
3. Vat, als u de dichtheid van een vloeistof wilt meten.

Om de dichtheid van een lichaam thuis te vinden, moet je het volume meten met een centimeter of een vat en dan het lichaam op de weegschaal leggen. Als je de dichtheid van een vloeistof meet, vergeet dan niet om de massa van het vat waarin je de vloeistof hebt gegoten af ​​te trekken voordat je gaat berekenen. Het is veel moeilijker om de dichtheid van gassen thuis te berekenen, we raden aan om kant-en-klare tabellen te gebruiken waarin de dichtheden van verschillende gassen al zijn aangegeven.

ρ = m (gas) / V (gas)

D door Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Dus:
D door de lucht. = M (gas X) / 29

Dynamische en kinematische viscositeit van gas.

De viscositeit van gassen (het fenomeen van interne wrijving) is het optreden van wrijvingskrachten tussen gaslagen die parallel en met verschillende snelheden ten opzichte van elkaar bewegen.
De interactie van twee gaslagen wordt beschouwd als een proces waarbij momentum wordt overgedragen van de ene laag naar de andere.
De wrijvingskracht per oppervlakte-eenheid tussen twee gaslagen, gelijk aan het momentum dat per seconde van laag naar laag door een oppervlakte-eenheid wordt overgebracht, wordt bepaald door Wet van Newton:

Snelheidsgradiënt in de richting loodrecht op de bewegingsrichting van de gaslagen.
Het minteken geeft aan dat het momentum wordt gedragen in de richting van afnemende snelheid.
- dynamische viscositeit.
, waar
is de dichtheid van het gas,
- rekenkundige gemiddelde snelheid van moleculen,
is het gemiddelde vrije pad van de moleculen.

Kinematische viscositeitscoëfficiënt.

Kritische gasparameters: Тcr, Рcr.

De kritische temperatuur is de temperatuur waarboven, bij welke druk dan ook, het gas niet in vloeibare toestand kan worden overgebracht. De druk die nodig is om een ​​gas bij een kritische temperatuur vloeibaar te maken, wordt kritische druk genoemd. Gezien gasparameters. De gegeven parameters zijn dimensieloze grootheden die laten zien hoe vaak de werkelijke parameters van de toestand van het gas (druk, temperatuur, dichtheid, specifiek volume) groter of kleiner zijn dan de kritische:

Downhole productie en ondergrondse gasopslag.

Gasdichtheid: absoluut en relatief.

De dichtheid van een gas is een van de belangrijkste kenmerken. Over de dichtheid van een gas gesproken, men bedoelt meestal de dichtheid onder normale omstandigheden (d.w.z. bij temperatuur en druk). Bovendien wordt vaak de relatieve dichtheid van een gas gebruikt, waarmee wordt bedoeld de verhouding van de dichtheid van een bepaald gas tot de dichtheid van lucht onder dezelfde omstandigheden. Het is gemakkelijk in te zien dat de relatieve dichtheid van een gas niet afhangt van de omstandigheden waarin het zich bevindt, aangezien, volgens de wetten van de gastoestand, de volumes van alle gassen veranderen met veranderingen in druk en temperatuur in hetzelfde manier.

De absolute dichtheid van een gas is de massa van 1 liter gas onder normale omstandigheden. Gewoonlijk wordt het voor gassen gemeten in g / l.

ρ = m (gas) / V (gas)

Als we 1 mol gas nemen, dan:

en de molaire massa van een gas kan worden gevonden door de dichtheid te vermenigvuldigen met het molaire volume.

Relatieve dichtheid D is een waarde die aangeeft hoe vaak gas X zwaarder is dan gas Y. Het wordt berekend als de verhouding van de molmassa's van gassen X en Y:

D door Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Vaak worden de relatieve dichtheden van gassen voor waterstof en voor lucht gebruikt voor berekeningen.

Relatieve gasdichtheid X voor waterstof:

D bij H2 = M (gas X) / M (H2) = M (gas X) / 2

Lucht is een mengsel van gassen, dus alleen de gemiddelde molmassa kan ervoor worden berekend.

De waarde ervan is 29 g/mol (gebaseerd op de geschatte gemiddelde samenstelling).
Dus:
D door de lucht. = M (gas X) / 29

Gasdichtheid B (pw, g / l) wordt bepaald door het wegen (mv) van een kleine glazen kolf van een bekend volume met gas (Fig. 274, a) of een gaspyknometer (zie Fig. 77), met behulp van de formule

waarbij V het volume is van de kegel (5 - 20 ml) of pyknometer.

De kegel wordt twee keer gewogen: eerst vacuüm getrokken en daarna gevuld met het onderzochte gas. Door het verschil in de waarden van de 2 verkregen massa's, wordt de massa van het gas mv, g gevonden. Bij het vullen van de kegel met gas wordt de druk gemeten en bij het wegen de omgevingstemperatuur, die wordt genomen als de temperatuur van het gas in de kegel. De gevonden waarden van p en T van het gas maken het mogelijk om de dichtheid van het gas onder normale omstandigheden (0 °C; ongeveer 0,1 MPa) te berekenen.

Om de correctie voor het massaverlies van een kegel met gas in lucht bij het wegen als container te verminderen, wordt op de andere arm van de evenwichtsbalk een afgesloten kegel van exact hetzelfde volume geplaatst.

Rijst. 274. Inrichtingen voor het bepalen van de dichtheid van een gas: een kegel (a) en vloeistof (b) en kwik (c) effuometers

Het oppervlak van deze kegel wordt elke keer op exact dezelfde manier behandeld (gereinigd) als gewogen met gas.

Tijdens het evacuatieproces wordt de conus licht verwarmd, waardoor deze enkele uren verbonden blijft met het vacuümsysteem, omdat de resterende lucht en vocht moeilijk te verwijderen zijn. Een geëvacueerde kegel kan van volume veranderen als gevolg van samendrukking van de wanden door atmosferische druk. De fout bij het bepalen van de dichtheid van lichte gassen van een dergelijke compressie kan 1% bedragen. In sommige gevallen wordt de relatieve dichtheid dv ook bepaald voor een gas, d.w.z. de verhouding van de dichtheid van een bepaald gas p tot de dichtheid van een ander gas, gekozen als de standaard p0, genomen bij dezelfde temperatuur en druk:

waarbij Mv en Mo respectievelijk de molmassa's zijn van het onderzochte gas B en de standaard, bijvoorbeeld lucht of waterstof, g / mol.

Voor waterstof M0 = 2,016 g/mol, dus

Uit deze verhouding kun je de molaire massa van het gas bepalen, als we die als ideaal beschouwen.

Een snelle methode om de dichtheid van een gas te bepalen is het meten van de duur van zijn uitstroom uit een kleine opening onder druk, die evenredig is met de uitstroomsnelheid.

waarbij τv en τo ~ de uitstroomtijd van respectievelijk gas B en lucht.

De meting van de gasdichtheid met deze methode wordt uitgevoerd met de strip van de effusiometer (Fig. 274.6) - een brede cilinder b van ongeveer 400 mm hoog, waarin zich een vat 5 bevindt met een basis 7 uitgerust met gaten voor de inlaat en uitlaat van de vloeistof. Vat 5 heeft twee markeringen M1 en M2 voor het aflezen van het gasvolume, waarvan de tijd wordt waargenomen. Klep 3 dient om gas in te voeren en klep 2 - om door capillair 1 te laten ontsnappen. Thermometer 4 regelt de temperatuur van het gas.

Bepaling van de dichtheid van het gas door de snelheid van zijn uitademing wordt als volgt uitgevoerd. Cilinder b is gevuld met vloeistof, waarin het gas bijna onoplosbaar is, zodat vat 5 ook boven de markering M2 wordt gevuld. Vervolgens wordt via de kraan 3 de vloeistof uit het vat 5 geperst door het bestudeerde gas onder de M1-markering, en alle vloeistof moet in de cilinder blijven. Nadat klep 3 is gesloten, wordt klep 2 geopend en kan overtollig gas via capillair 1 ontsnappen. Zodra de vloeistof de markering M1 bereikt, wordt de stopwatch ingeschakeld. De vloeistof, die het gas verdringt, stijgt geleidelijk naar de M2-markering. Op het moment dat de meniscus van de vloeistof het merkteken M2 raakt, wordt de stopwatch uitgeschakeld. Het experiment wordt 2-3 keer herhaald. Soortgelijke bewerkingen worden uitgevoerd met lucht, waarbij het vat 5 er grondig mee wordt gewassen van de overblijfselen van het testgas. Verschillende waarnemingen van de duur van de uitstroom van gas mogen niet meer dan 0,2 - 0,3 s verschillen.

Als het onmogelijk is om voor het onderzochte gas een vloeistof te kiezen waarin het enigszins oplosbaar zou zijn, wordt een kwik-effusiemeter gebruikt (Fig. 274, c). Het bestaat uit een glazen vat 4 met een driewegkraan 1 en een met kwik gevuld golfvat 5. Vat 4 bevindt zich in glazen vat 3, dat fungeert als thermostaat. Gas wordt via klep 1 in vat 4 gebracht, waardoor kwik onder de M1-markering wordt verplaatst. Het testgas of de lucht komt vrij via capillair 2, waardoor het nivelleringsvat 5 omhoog komt. Gevoeliger instrumenten voor het bepalen van de dichtheid van gassen zijn de voorraadgashydrometer (Fig. 275, a) en gasschalen

Stock Alfred (1876-1946) - Duitse anorganische chemicus en analist.

In de Stock-hydrometer wordt het ene uiteinde van de kwartsbuis opgeblazen tot een dunwandige bal 1 met een diameter van 30 - 35 mm, gevuld met lucht, en het andere uiteinde wordt in een haar 7 getrokken. Een kleine ijzeren staaf 3 zit stevig vast. in de buis geperst.

Rijst. 275. Stanghydrometer (a) en installatieschema (b)

De punt van de snede met een bal rust op een kwarts- of agaatsteun. De buis met de kogel wordt in een kwartsvat 5 met een gepolijste ronde stop geplaatst. Buiten het vat bevindt zich een solenoïde 6 met een ijzeren kern. Met behulp van een stroom van verschillende sterktes die door de solenoïde stroomt, wordt de positie van de tuimelaar uitgelijnd met de bal, zodat het haar 7 precies naar de nul-indicator 8 wijst. De positie van het haar wordt waargenomen met behulp van een telescoop of microscoop .

De steelhydrometer is aan buis 2 gelast om eventuele trillingen te elimineren.

De bal en de buis zijn in evenwicht voor een gegeven dichtheid van het omringende gas. Als in vat 5 het ene gas wordt vervangen door een ander bij constante druk, dan zal het evenwicht worden verstoord door een verandering in de dichtheid van het gas. Om het te herstellen is het nodig ofwel de staaf 3 naar beneden te trekken met een elektromagneet 6 wanneer de gasdichtheid afneemt, of deze naar boven te laten stijgen wanneer de dichtheid toeneemt. De sterkte van de stroom die door de solenoïde vloeit, wanneer het evenwicht is bereikt, is recht evenredig met de verandering in dichtheid.

Het instrument is gekalibreerd voor gassen met een bekende dichtheid. De nauwkeurigheid van de staafhydrometer is 0,01 - 0,1%, de gevoeligheid is ongeveer DO "7 g, het meetbereik is van 0 tot 4 g / l.

Installatie met een Rod hydrometer. De steelhydrometer / (Fig-275.6) is zo aan het vacuümsysteem bevestigd dat hij aan de buis 2 hangt als aan een veer. Elleboog 3 van buis 2 wordt ondergedompeld in een Dewarvat 4 met een koelmengsel dat het mogelijk maakt een temperatuur niet hoger dan -80 o C te handhaven voor condensatie van kwikdamp, indien een diffusie-kwikpomp wordt gebruikt om een ​​vacuüm in de hydrometer te creëren. Klep 5 verbindt de hydrometer met een kolf die het onderzochte gas bevat. De sifon beschermt de diffusiepomp tegen blootstelling aan het testgas en armatuur 7 dient om de druk fijn af te stellen. Het hele systeem is via een buis aangesloten op een diffusiepomp.

Het gasvolume wordt gemeten met geijkte gasbaretten (zie afb. 84) met een thermostatisch geregelde watermantel. Om correcties voor capillaire verschijnselen te voorkomen, worden gas 3 en compensatie 5 buretten geselecteerd met dezelfde diameter en naast elkaar geplaatst in een thermostatisch geregelde mantel 4 (Fig. 276). Kwik, glycerine en andere vloeistoffen die het bestudeerde gas slecht oplossen, worden als barrièrevloeistoffen gebruikt.

Bedien dit apparaat als volgt. Vul eerst de buretten met vloeistof tot een niveau boven kraan 2, breng vat b omhoog. Vervolgens wordt de gasburet aangesloten op een gasbron en wordt deze ingebracht, waarbij vat b wordt neergelaten, waarna klep 2 wordt gesloten. Om de druk van het gas in de buret 3 gelijk te maken met de atmosferische druk, wordt het vat b dichtbij de buret gebracht en op een zodanige hoogte ingesteld dat de menisci van kwik in de compensatie 5 en gas 3 buretten zich op hetzelfde niveau bevinden. Aangezien de compenserende buret in verbinding staat met de atmosfeer (het bovenste uiteinde is open), zal met deze positie van de meniscus de gasdruk in de gasburet gelijk zijn aan de atmosferische druk.

Tegelijkertijd wordt de atmosferische druk gemeten met een barometer en de temperatuur van het water in de mantel 4 met een thermometer 7.

Het gevonden gasvolume wordt in normale omstandigheden (0 ° C; 0,1 MPa) gebracht met behulp van de vergelijking voor een ideaal gas:

V0 en V zijn respectievelijk het volume (l) gas teruggebracht tot normale omstandigheden en het gemeten gasvolume bij temperatuur t (°C); p - atmosferische druk op het moment van het meten van het gasvolume, torr.

Als het gas waterdamp bevat of zich vóór de meting van het volume in een vat boven water of een waterige oplossing bevond, dan wordt het volume teruggebracht tot normale omstandigheden, rekening houdend met de waterdampdruk p1 bij de experimenttemperatuur (zie tabel 37):

De vergelijkingen zijn van toepassing als de atmosferische druk bij het meten van het gasvolume relatief dicht bij 760 Torr lag. De druk van een echt gas is altijd lager dan die van een ideaal gas vanwege de interactie van moleculen. Daarom wordt in de gevonden waarde van het gasvolume een correctie voor de imperfectie van het gas, ontleend aan speciale naslagwerken, geïntroduceerd.

Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie

Federale staatsbegrotingsinstelling voor hoger beroepsonderwijs

Russian State University of Oil and Gas vernoemd naar A.I. IM Gubkin"

EEN. Timashev, T.A. Berkunova, E.A. Mammadov

GASDICHTHEID BEPALING

Richtlijnen voor de uitvoering van laboratoriumwerk in de disciplines "Technologie van de werking van gasbronnen" en "Ontwikkeling en exploitatie van gas- en gascondensaatvelden" voor specialisatiestudenten:

WG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF

Onder redactie van professor A.I. Ermolaeva

Moskou 2012

Bepaling van de gasdichtheid.

Richtlijnen voor laboratoriumwerk / A.N. Timashev,

TA Berkunova, E.A. Mammadov - M.: Russian State University of Oil and Gas vernoemd naar I.M. Gubkina, 2012.

Methoden voor laboratoriumbepaling van gasdichtheid worden beschreven. Het is gebaseerd op de huidige GOST 17310 - 2002.

Methodische instructies zijn bedoeld voor studenten van olie- en gasuniversiteiten met specialiteiten: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

De publicatie is tot stand gekomen bij de afdeling Ontwikkeling en Exploitatie van Gas en Gas

zocondensaatafzettingen.

Gedrukt bij besluit van de onderwijs- en methodologische commissie van de faculteit

botki olie- en gasvelden.

	Invoering……………………………………………………………….
	Basisdefinities……………………………………………….
	Dichtheid van aardgas bij atmosferische druk…………..
	Relatieve dichtheid van gas…………………………………….
	Dichtheid van aardgas bij drukken en temperaturen……….
	Laboratoriummethoden voor het bepalen van de dichtheid van aardgas….
	Pyknometrische methode………………………………………………
	Rekenformules……………………………………………………..
	Dichtheidsbepalingsprocedure……………………………………
	Berekening van de gasdichtheid……………………………………………………
	Bepaling van de gasdichtheid volgens de uitstroommethode……………………..
	Het afleiden van relaties voor het bepalen van de dichtheid van de bestudeerde
	achter………………………………………………………………………..
2.2.2. Volgorde van het werk………………………………………….
2.2.3. Verwerking van meetresultaten………………………………..
	Testvragen………………………………………………..
	Literatuur…………………………………………………………….
	Bijlage A……………………………………………………………
	Bijlage B………………………………………………………….
	Bijlage B…………………………………………………………

Invoering

De fysische eigenschappen van aardgas en koolwaterstofcondensaten worden gebruikt

worden zowel in de ontwerpfase, ontwikkeling en ontwikkeling van het veld gebruikt

dichtheden van aardgas, en bij de analyse en controle van veldontwikkeling,

werking van het systeem voor het verzamelen en bereiden van producten uit gas en gascondensaatputten. Een van de belangrijkste te bestuderen fysische eigenschappen is de gasdichtheid van de afzettingen.

Omdat de gassamenstelling van aardgasvelden complex is,

bestaande uit koolwaterstoffen (alkanen, cycloalkanen en arenen) en niet-koolwaterstoffen

componenten (stikstof, helium en andere zeldzame aardgassen, evenals zure componenten)

nites H2S en CO2), is er behoefte aan een laboratoriumbepaling van de dichtheid

sti gassen.

Deze methodologische instructie behandelt de rekenmethoden voor het bepalen van

bepaling van de gasdichtheid volgens een bekende samenstelling, evenals twee laboratoriummethoden voor het bepalen van de gasdichtheid: pyknometrisch en de methode van stroming door een capillair

1. Basisdefinities

1.1. Dichtheid van aardgas bij atmosferische druk

De dichtheid van een gas is gelijk aan de massa M in een eenheidsvolume v van de stof

v.a. Onderscheid gasdichtheid bij normaal n P 0,1013 MPa, T 273K en

	standaard met R 0.1013MPa, T 293K									onder omstandigheden, maar ook onder elke druk
	leniya Р en temperatuur Т Р,Т.									bekend molecuulgewicht
	de dichtheid onder normale omstandigheden is
	onder standaardomstandigheden

waarbij M het molecuulgewicht van het gas is, kg/kmol; 22,41 en 24,04, m3 / kmol - het molaire gasvolume, respectievelijk bij normaal (0,1013 MPa, 273 K) en standaard

(0,1013 MPa, 293 K) omstandigheden.

Voor aardgas dat bestaat uit koolwaterstof- en niet-koolwaterstofcomponenten (zuur en inert), is het schijnbare molecuulgewicht M tot

wordt bepaald door de formule

				êã/ êì î ëü,

waarbij Mi het molecuulgewicht is van de i-de component, kg/kmol, ni het molpercentage is van de i-de component in het mengsel;

k is het aantal componenten in het mengsel (aardgas).

Dichtheid van aardgas cm is gelijk aan

							bij 0,1 MPa en 293 K
							bij 0,1 MPa en 293 K

i is de dichtheid van de i-de component bij 0,1 MPa en 293 K.

Gegevens over afzonderlijke componenten worden weergegeven in tabel 1.

Dichtheidsconversie onder verschillende temperatuur- en drukomstandigheden:

0,1013 MPa (101,325 kPa) in bijlage B.

1.2. Relatieve gasdichtheid

In de praktijk van technische berekeningen is het concept van relatief

nye dichtheid, gelijk aan de verhouding van de dichtheid van gas tot de dichtheid van lucht bij dezelfde waarden van druk en temperatuur. Normaal gesproken worden normale of standaardomstandigheden als referentie genomen, terwijl de luchtdichtheid is

verantwoord bedraagt ​​0 1.293 kg/m 3 en 20 1.205 kg/m 3. dan de relatieve

De dichtheid van aardgas is gelijk aan

1.3. Dichtheid van aardgas bij drukken en temperaturen

Gasdichtheid voor omstandigheden in het reservoir, boorput, gas

draden en apparaten bij de juiste drukken en temperaturen bepalen

wordt berekend volgens de volgende formule:

waarbij P en T druk en temperatuur zijn op de plaats waar de gasdichtheid wordt berekend; 293 K en 0,1013 MPa - standaardomstandigheden wanneer gevonden cm;

z ,z 0 zijn respectievelijk de coëfficiënten van gassupersamendrukbaarheid bij Р en Т en

onder standaardomstandigheden (waarde z 0 = 1).

De eenvoudigste manier om de supercompressiefactor z te bepalen is de grafische methode. De afhankelijkheid van z van de gegeven parameters is

geplaatst in afb. een.

Voor een ééncomponentgas (puur gas) worden de gegeven parameters bepaald

gedeeld door formules

	en Tc zijn de kritische parameters van het gas.
Voor meercomponenten (aard)gassen vooraf berekenen
pseudokritische drukken en temperaturen volgens de afhankelijkheden
	T nskn iT ci /100,
	en Tc zijn de kritische parameters van de i-de component van het gas.
Aangezien de samenstelling van aardgas is bepaald tot butaan C4 H10											of hexaan C6 H14

inclusief, en alle andere componenten worden gecombineerd tot een rest (pseudo-component

component) C5+ of C7+, in dit geval worden de kritische parameters bepaald door de formule

Bij 100 M met 5 240 en 700d met 5 950,

М с 5 is het molecuulgewicht van С5+ (С7+) kg/kmol;

d c 5 is de dichtheid van de С5+ (С7+) pseudo-component, kg/m3.

Relatie tussen M s		wordt gevonden door de formule van Craig

tafel 1

Indicatoren van aardgascomponenten

Indicatoren

Componenten

Moleculaire massa,

M kg/km

Dichtheid, kg/m3 0.1

Dichtheid, kg/m3 0.1

Relatieve plot-

kritisch volume,

dm3 /kmol

kritische druk,

kritische tempera-

Kritische compressie

brug, zcr

acentrische factor

Figuur 1 - Afhankelijkheid van de supercompressiefactor z van de gegeven parameters Ppr en Tpr 2. Laboratoriummethoden voor het bepalen van de dichtheid van aardgas 2.1. Pyknometrische methode: De pyknometrische methode is vastgesteld door de GOST 17310-2002-norm, in overeenstemming met: die de dichtheid (relatieve dichtheid) van gassen en gasmengsels bepaalt. De essentie van de methode ligt in het wegen van een glazen pyknometer met een volume van 100-200 cm3 in serie met gedroogde lucht en gedroogd het volgende gas bij dezelfde temperatuur en druk. De dichtheid van droge lucht is een referentiewaarde. Als we het interne volume van de pyknometer kennen, is het mogelijk om de dichtheid van aardgas met een onbekende samenstelling te bepalen (testgas). Om dit te doen, wordt het interne volume van de pyknometer ("watergetal") voorlopig bepaald door de pyknometer afwisselend te wegen met gedroogde lucht en gedestilleerd water, waarvan de dichtheden bekend zijn. Dan weeg- een pyknometer gevuld met het onderzochte gas wordt genaaid. Het verschil tussen de massa's van de pyknometer met het testgas en de pyknometer met lucht, gedeeld door de waarde van het volume van de pyknometer ("watergetal"), wordt opgeteld bij de waarde van de dichtheid van droge lucht, dat is de uiteindelijke dichtheid van het bestudeerde gas. De afleiding van de rekenformules is hieronder weergegeven. 2.1.1. Berekeningsformules De dichtheid van aardgas wordt bepaald door de pyknometrische methode op basis van de volgende relaties: d is de dichtheid van het gas onder meetomstandigheden, g/dm3 kg; vz – luchtdichtheid onder de meetomstandigheden, g/dm3 kg; Mg is de gasmassa in een pyknometer, g; Mvz is de luchtmassa in een pyknometer, g;

Instructie

Om de taak aan te kunnen, is het noodzakelijk om de formules over de relatieve dichtheid te gebruiken:

Zoek eerst het relatieve molecuulgewicht van ammoniak, dat kan worden berekend uit de tabel D.I. Mendelejev.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, vandaar
Mr(NH3) = 14 + 3 = 17

Vervang de verkregen gegevens in de formule voor het bepalen van de relatieve dichtheid door lucht:
D (lucht) = Mr (ammoniak) / Mr (lucht);
D (lucht) = Mr (ammoniak) / 29;
D (lucht) = 17/ 29 = 0,59.

Voorbeeld nr. 2. Bereken de relatieve dichtheid van ammoniak ten opzichte van waterstof.

Vervang de gegevens in de formule voor het bepalen van de relatieve dichtheid voor waterstof:
D (waterstof) = Mr (ammoniak) / Mr (waterstof);
D (waterstof) = Mr (ammoniak) / 2;
D (waterstof) = 17/2 = 8,5.

Waterstof (van het Latijnse "Hydrogenium" - "water genereren") is het eerste element van het periodiek systeem. Het is wijd verspreid, bestaat in de vorm van drie isotopen - protium, deuterium en tritium. Waterstof is een licht kleurloos gas (14,5 keer lichter dan lucht). Het is zeer explosief wanneer het wordt gemengd met lucht en zuurstof. Het wordt gebruikt in de chemische industrie, de voedingsindustrie en ook als raketbrandstof. Er wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheid van het gebruik van waterstof als brandstof voor automotoren. Dikte waterstof(zoals elk ander gas) kan op vele manieren worden gedefinieerd.

Instructie

Ten eerste, gebaseerd op de universele definitie van dichtheid - de hoeveelheid stof per volume-eenheid. In het geval dat het zich in een afgesloten vat bevindt, wordt de dichtheid van het gas elementair bepaald volgens de formule (M1 - M2) / V, waarbij M1 de totale massa van het vat met gas is, M2 de massa van de leeg vat, en V is het interne volume van het vat.

Als u de dichtheid wilt bepalen: waterstof, met zulke initiële gegevens als , komt hier de universele toestandsvergelijking van een ideaal gas te hulp, of de Mendelejev-Clapeyron-vergelijking: PV = (mRT)/M.
P - gasdruk
V is zijn volume
R is de universele gasconstante
T is de gastemperatuur in Kelvin
M is de molaire massa van het gas
m is de werkelijke gasmassa.

Een ideaal gas is zo'n wiskundig gas waarin de potentiële energie van moleculen ten opzichte van hun kinetische energie verwaarloosd kan worden. In het model van een ideaal gas werken aantrekkings- of afstotingskrachten niet tussen moleculen, en de botsingen van deeltjes met andere deeltjes of vaatwanden zijn absoluut elastisch.

Natuurlijk is waterstof noch enig ander gas ideaal, maar dit model maakt berekeningen met voldoende hoge nauwkeurigheid mogelijk bij bijna atmosferische druk en kamertemperatuur. Bijvoorbeeld, gegeven de taak: vind de dichtheid waterstof bij een druk van 6 en een temperatuur van 20 graden Celsius.

Converteer eerst alle beginwaarden naar het SI-systeem (6 atmosfeer \u003d 607950 Pa, 20 graden C \u003d 293 graden K). Schrijf dan de Mendelejev-Clapeyron-vergelijking PV = (mRT)/M. Converteer het naar: P = (mRT)/MV. Aangezien m / V de dichtheid is (de verhouding van de massa van een stof tot zijn volume), krijg je: dichtheid waterstof= PM/RT, en we hebben alle benodigde gegevens voor de oplossing. Je kent druk (607950), temperatuur (293), universele gasconstante (8,31), molmassa waterstof (0,002).

Als u deze gegevens in de formule vervangt, krijgt u: dichtheid waterstof onder gegeven omstandigheden van druk en temperatuur is 0,499 kg / kubieke meter, of ongeveer 0,5.

bronnen:

• hoe de dichtheid van waterstof te vinden?

Dikte- dit is een van de eigenschappen van een stof, hetzelfde als massa, volume, temperatuur, oppervlakte. Het is gelijk aan de verhouding van massa tot volume. De belangrijkste taak is om te leren hoe deze waarde te berekenen en te weten waar deze van afhangt.

Instructie

Dikte is de verhouding van de massa tot het volume van een stof. Als u de dichtheid van een stof wilt bepalen en u kent de massa en het volume, dan zal het vinden van de dichtheid niet moeilijk voor u zijn. De gemakkelijkste manier om de dichtheid in dit geval te vinden is p = m/V. Het is in kg/m^3 in het SI-systeem. Deze twee waarden worden echter niet altijd gegeven, dus u moet verschillende manieren kennen waarop u de dichtheid kunt berekenen.

Dikte heeft verschillende betekenissen, afhankelijk van het type stof. Bovendien varieert de dichtheid met de mate van zoutgehalte en temperatuur. Naarmate de temperatuur daalt, neemt de dichtheid toe en naarmate het zoutgehalte afneemt, neemt ook de dichtheid af. Zo wordt de dichtheid van de Rode Zee nog als hoog beschouwd, terwijl deze in de Oostzee al minder is. Is het jullie allemaal opgevallen dat als je er water aan toevoegt, het blijft drijven. Dit alles komt door het feit dat het een lagere dichtheid heeft dan water. Metalen en steenstoffen daarentegen zinken, omdat hun dichtheid hoger is. Op basis van de dichtheid van lichamen ontstond over hun zwemmen.

Dankzij de theorie van drijvende lichamen, waarmee je de dichtheid van een lichaam, water, het volume van het hele lichaam en het volume van het ondergedompelde deel ervan kunt vinden. Deze formule ziet er als volgt uit: Vimmersed. delen / V lichaam \u003d p lichaam / p vloeistof Hieruit volgt dat de dichtheid van het lichaam als volgt kan worden gevonden: p lichaam \u003d V ondergedompeld. delen * p vloeistof / lichaam V. Aan deze voorwaarde is voldaan op basis van de gegevens in tabelvorm en de gespecificeerde volumes V ondergedompeld. onderdelen en V-lichaam.

Gerelateerde video's

Tip 4: Hoe bereken je het relatieve molecuulgewicht van een stof?

Relatief molecuulgewicht is een dimensieloze waarde die aangeeft hoe vaak de massa van een molecuul groter is dan 1/12 van de massa van een koolstofatoom. Dienovereenkomstig is de massa van een koolstofatoom 12 eenheden. U kunt het relatieve molecuulgewicht van een chemische verbinding bepalen door de massa's van de atomen waaruit het molecuul van de stof bestaat, op te tellen.

Je zal nodig hebben

• - pen;
• - Notitie papier;
• - rekenmachine;
• - periodiek systeem.

Instructie

Zoek in het periodiek systeem de cellen van de elementen waaruit dit molecuul bestaat. De waarden van relatieve atoommassa's (Ar) voor elke stof worden aangegeven in de linkerbenedenhoek van de cel. Herschrijf ze afgerond op het dichtstbijzijnde gehele getal: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.

Bepaal het relatieve molecuulgewicht van de verbinding (Mr). Om dit te doen, vermenigvuldigt u de atoommassa van elk element met het aantal atomen in . Tel vervolgens de resulterende waarden bij elkaar op. Voor fosforzuur: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Het relatieve molecuulgewicht is numeriek gelijk aan de molecuulmassa van de stof. Sommige taken gebruiken deze link. Voorbeeld: een gas met een temperatuur van 200 K en een druk van 0,2 MPa heeft een dichtheid van 5,3 kg/m3. Bepaal het relatieve molecuulgewicht.

Gebruik de Mendelejev-Claiperon-vergelijking voor een ideaal gas: PV = mRT/M, waarbij V het gasvolume is, m3; m is de massa van een bepaald gasvolume, kg; M is de molaire massa van het gas, kg/mol; R is de universele gasconstante. R=8.314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T - gas, K; P - absolute druk, Pa. Druk de molaire massa uit van deze relatie: М = mRT/(PV).

Zoals u weet, dichtheid: p = m/V, kg/m3. Vervang het door de uitdrukking: M = pRT / P. Bepaal de molaire massa van het gas: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. Relatief molecuulgewicht van het gas: Mr = 44. Je kunt raden dat het koolstofdioxide is: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

bronnen:

• relatieve molecuulgewichten berekenen

In chemische laboratoria en bij het uitvoeren van chemische experimenten thuis, is het vaak nodig om de relatieve dichtheid van een stof te bepalen. Relatieve dichtheid is de verhouding van de dichtheid van een bepaalde stof tot de dichtheid van een andere onder bepaalde omstandigheden, of tot de dichtheid van een referentiestof, die als gedestilleerd water wordt beschouwd. De relatieve dichtheid wordt uitgedrukt als een abstract getal.

Je zal nodig hebben

• - tabellen en mappen;
• - hydrometer, pyknometer of speciale weegschalen.

Instructie

De relatieve dichtheid van stoffen ten opzichte van de dichtheid van gedestilleerd water wordt bepaald door de formule: d=p/p0, waarbij d de gewenste relatieve dichtheid is, p de dichtheid van de teststof, p0 de dichtheid van de referentiestof is . De laatste parameter is in tabelvorm en wordt vrij nauwkeurig bepaald: bij 20 ° C heeft water een dichtheid van 998.203 kg / m3 en bereikt het zijn maximale dichtheid bij 4 ° C - 999.973 kg / m3. Vergeet vóór berekeningen niet dat p en p0 in dezelfde eenheden moeten worden uitgedrukt.

Daarnaast is de relatieve dichtheid van een stof te vinden in fysische en chemische naslagwerken. De numerieke waarde van de relatieve dichtheid is altijd gelijk aan het relatieve soortelijk gewicht van dezelfde stof onder dezelfde omstandigheden. Conclusie: gebruik tabellen met relatief soortelijk gewicht op dezelfde manier alsof het tabellen met relatieve dichtheid zijn.

Houd bij het bepalen van de relatieve dichtheid altijd rekening met de temperatuur van de test- en referentiestoffen. Feit is dat de dichtheid van stoffen afneemt met en toeneemt met afkoeling. Als de temperatuur van de teststof afwijkt van de referentie, corrigeer dan. Bereken het als de gemiddelde verandering in relatieve dichtheid per 1°C. Zoek de nodige gegevens op de nomogrammen van temperatuurcorrecties.

Gebruik een hydrometer om snel de relatieve dichtheid van vloeistoffen in de praktijk te berekenen. Gebruik pyknometers en speciale schalen om relatieve en droge stof te meten. De klassieke hydrometer is een glazen buis die aan de onderkant uitzet. Aan het onderste uiteinde van de buis bevindt zich een reservoir of een speciale substantie. Het bovenste deel van het buisje is gemarkeerd met delen die de numerieke waarde van de relatieve dichtheid van de teststof aangeven. Veel hydrometers zijn bovendien uitgerust met thermometers voor het meten van de temperatuur van de teststof.

Wet van Avogadro

De afstand van moleculen van een gasvormige stof tot elkaar hangt af van externe omstandigheden: druk en temperatuur. Onder dezelfde externe omstandigheden zijn de openingen tussen de moleculen van verschillende gassen hetzelfde. De wet van Avogadro, ontdekt in 1811, stelt dat gelijke volumes van verschillende gassen onder dezelfde externe omstandigheden (temperatuur en druk) hetzelfde aantal moleculen bevatten. Die. als V1=V2, T1=T2 en P1=P2, dan is N1=N2, waarbij V het volume is, T de temperatuur, P de druk, N het aantal gasmoleculen is (index "1" voor één gas, "2" voor een ander).

Eerste uitvloeisel van de wet van Avogadro, molair volume

Het eerste uitvloeisel van de wet van Avogadro stelt dat hetzelfde aantal moleculen van alle gassen onder dezelfde omstandigheden hetzelfde volume inneemt: V1=V2 bij N1=N2, T1=T2 en P1=P2. Het volume van één mol van een gas (molair volume) is een constante waarde. Bedenk dat 1 mol het Avogadriaanse aantal deeltjes bevat - 6,02x10^23 moleculen.

Het molaire volume van een gas hangt dus alleen af ​​van druk en temperatuur. Gewoonlijk worden gassen beschouwd bij normale druk en normale temperatuur: 273 K (0 graden Celsius) en 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Onder dergelijke normale omstandigheden, aangeduid met "n.o.", is het molaire volume van elk gas 22,4 l / mol. Als u deze waarde kent, is het mogelijk om het volume van een bepaalde massa en een bepaalde hoeveelheid gas te berekenen.

Het tweede gevolg van de wet van Avogadro, de relatieve dichtheden van gassen

Om de relatieve dichtheden van gassen te berekenen, wordt de tweede consequentie van de wet van Avogadro toegepast. Per definitie is de dichtheid van een stof de verhouding van zijn massa tot zijn volume: ρ=m/V. Voor 1 mol van een stof is de massa gelijk aan de molaire massa M, en het volume is gelijk aan het molaire volume V(M). De dichtheid van het gas is dus ρ=M(gas)/V(M).

Laat er twee gassen zijn - X en Y. Hun dichtheden en molaire massa's - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), onderling verbonden door de relaties: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). De relatieve dichtheid van gas X ten opzichte van gas Y, aangeduid als Dy(X), is de verhouding van de dichtheden van deze gassen ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). De molaire volumes worden verminderd, en hieruit kunnen we concluderen dat de relatieve dichtheid van gas X ten opzichte van gas Y gelijk is aan de verhouding van hun molaire of relatieve molecuulmassa's (ze zijn numeriek gelijk).

De dichtheden van gassen worden vaak bepaald in relatie tot waterstof, de lichtste van alle gassen, waarvan de molmassa 2 g / mol is. Die. als het probleem zegt dat het onbekende gas X een waterstofdichtheid heeft van bijvoorbeeld 15 (relatieve dichtheid is een dimensieloze grootheid!), dan is het vinden van zijn molaire massa niet moeilijk: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 gram/mol. Vaak wordt ook de relatieve dichtheid van het gas ten opzichte van lucht aangegeven. Hier moet je weten dat het gemiddelde relatieve molecuulgewicht van lucht 29 is, en je moet al niet met 2, maar met 29 vermenigvuldigen.

Luchtdichtheid is een fysieke grootheid die de soortelijke luchtmassa onder natuurlijke omstandigheden of de gasmassa in de aardatmosfeer per volume-eenheid kenmerkt. De waarde van de luchtdichtheid is een functie van de hoogte van de metingen, de vochtigheid en temperatuur.

De luchtdichtheidsnorm is een waarde gelijk aan 1,29 kg/m3, die wordt berekend als de verhouding van de molaire massa (29 g/mol) tot het molaire volume, dat hetzelfde is voor alle gassen (22.413996 dm3), overeenkomend met de dichtheid van droge lucht bij 0 ° C (273,15 ° K) en een druk van 760 mmHg (101325 Pa) op zeeniveau (dat wil zeggen onder normale omstandigheden).

Bepaling van de luchtdichtheid ^

Nog niet zo lang geleden werd informatie over luchtdichtheid indirect verkregen door waarnemingen van poollicht, de voortplanting van radiogolven en meteoren. Sinds de komst van kunstmatige aardsatellieten is de luchtdichtheid berekend dankzij gegevens die zijn verkregen uit hun vertraging.

Een andere methode is het observeren van de verspreiding van kunstmatige wolken van natriumdamp gecreëerd door meteorologische raketten. In Europa is de luchtdichtheid aan het aardoppervlak 1.258 kg/m3, op een hoogte van vijf km - 0.735, op een hoogte van twintig km - 0.087, op een hoogte van veertig km - 0.004 kg/m3.

Er zijn twee soorten luchtdichtheid: massa en gewicht (soortelijk gewicht).

Luchtdichtheidsformule ^

De gewichtsdichtheid bepaalt het gewicht van 1 m3 lucht en wordt berekend met de formule γ = G/V, waarbij γ de gewichtsdichtheid is, kgf/m3; G is het gewicht van lucht, gemeten in kgf; V is het luchtvolume, gemeten in m3. vastbesloten dat 1 m3 lucht onder standaardomstandigheden(barometrische druk 760 mmHg, t=15°С) weegt 1.225 kgf, op basis hiervan is de gewichtsdichtheid (soortelijk gewicht) van 1 m3 lucht gelijk aan γ ​​=1.225 kgf/m3.

Wat is relatieve dichtheid in lucht? ^

Er moet rekening mee worden gehouden dat het gewicht van lucht is een variabele en varieert afhankelijk van verschillende omstandigheden, zoals geografische breedtegraad en de traagheidskracht die optreedt wanneer de aarde rond zijn as draait. Aan de polen is het gewicht van lucht 5% meer dan aan de evenaar.

De massadichtheid van lucht is de massa van 1 m3 lucht, aangeduid met de Griekse letter ρ. Zoals u weet, is het lichaamsgewicht een constante waarde. Een eenheid van massa wordt beschouwd als de massa van een gewicht gemaakt van platina-iridide, dat zich bevindt in de Internationale Kamer van Gewichten en Maatregelen in Parijs.

Luchtmassadichtheid ρ wordt berekend met behulp van de volgende formule: ρ = m / v. Hierin is m de luchtmassa, gemeten in kg×s2/m; ρ is de massadichtheid, gemeten in kgf×s2/m4.

De massa- en gewichtsdichtheid van lucht zijn afhankelijk: ρ = γ / g, waarbij g de vrije valversnellingscoëfficiënt is die gelijk is aan 9,8 m/s². Hieruit volgt dat de massadichtheid van lucht onder standaardomstandigheden 0,1250 kg×s2/m4 is.

Hoe verandert de luchtdichtheid met de temperatuur? ^

Als barometrische druk en temperatuur veranderen, verandert de luchtdichtheid. Gebaseerd op de wet van Boyle-Mariotte, hoe groter de druk, hoe groter de dichtheid van de lucht. Naarmate de druk echter met de hoogte afneemt, neemt ook de luchtdichtheid af, wat zijn eigen aanpassingen introduceert, waardoor de wet van verticale drukverandering gecompliceerder wordt.

De vergelijking die deze wet van verandering in druk met hoogte uitdrukt in een atmosfeer in rust heet basisvergelijking van statica.

Er staat dat met toenemende hoogte de druk naar beneden verandert en bij het stijgen naar dezelfde hoogte, is de afname van de druk groter, hoe groter de zwaartekracht en de luchtdichtheid.

Een belangrijke rol in deze vergelijking is weggelegd voor veranderingen in luchtdichtheid. Als gevolg hiervan kunnen we zeggen dat hoe hoger je klimt, hoe minder druk er zal vallen als je naar dezelfde hoogte stijgt. De luchtdichtheid is als volgt afhankelijk van de temperatuur: in warme lucht neemt de druk minder intensief af dan in koude lucht, daarom is op dezelfde hoogte in een warme luchtmassa de druk hoger dan in koude lucht.

Bij veranderende waarden van temperatuur en druk wordt de massadichtheid van lucht berekend met de formule: ρ = 0,0473xV / T. Hier is B de luchtdruk, gemeten in mm kwik, T is de luchttemperatuur, gemeten in Kelvin .

Hoe te kiezen, volgens welke kenmerken, parameters?

Wat is een industriële persluchtdroger? Lees erover, de meest interessante en relevante informatie.

Wat zijn de huidige prijzen voor ozontherapie? Dat leer je in dit artikel:
. Beoordelingen, indicaties en contra-indicaties voor ozontherapie.

Hoe wordt de dampdichtheid in lucht gemeten? ^

De dichtheid wordt ook bepaald door de luchtvochtigheid. De aanwezigheid van waterporiën leidt tot een afname van de luchtdichtheid, wat wordt verklaard door de lage molecuulmassa van water (18 g/mol) tegen de achtergrond van de molecuulmassa van droge lucht (29 g/mol). Vochtige lucht kan worden beschouwd als een mengsel van ideale gassen, waarbij de combinatie van dichtheden het mogelijk maakt om de vereiste dichtheidswaarde voor hun mengsel te verkrijgen.

Met een dergelijke interpretatie kunnen dichtheidswaarden worden bepaald met een foutniveau van minder dan 0,2% in het temperatuurbereik van -10 ° C tot 50 ° C. De dichtheid van lucht stelt u in staat om de waarde van het vochtgehalte te bepalen, die wordt berekend door de dichtheid van waterdamp (in grammen) in de lucht te delen door de dichtheid van droge lucht in kilogram.

De basisvergelijking van statica maakt het niet mogelijk om voortdurend opkomende praktische problemen op te lossen in reële omstandigheden van een veranderende atmosfeer. Daarom wordt het opgelost onder verschillende vereenvoudigde veronderstellingen die overeenkomen met de werkelijke reële omstandigheden, door een aantal specifieke veronderstellingen naar voren te brengen.

De basisvergelijking van de statica maakt het mogelijk om de waarde van de verticale drukgradiënt te verkrijgen, die de verandering in druk tijdens het stijgen of dalen per eenheid hoogte uitdrukt, d.w.z. de verandering in druk per eenheid verticale afstand.

In plaats van de verticale gradiënt wordt vaak het omgekeerde ervan gebruikt - de barische stap in meters per millibar (soms is er nog een verouderde versie van de term "drukgradiënt" - de barometrische gradiënt).

De lage luchtdichtheid bepaalt een lichte weerstand tegen beweging. Veel landdieren gebruikten in de loop van de evolutie de ecologische voordelen van deze eigenschap van de luchtomgeving, waardoor ze het vermogen kregen om te vliegen. 75% van alle landdiersoorten kan actief vliegen. Voor het grootste deel zijn dit insecten en vogels, maar er zijn zoogdieren en reptielen.

Video over het onderwerp "Bepaling van de luchtdichtheid"

Een van de belangrijkste fysische eigenschappen van gasvormige stoffen is de waarde van hun dichtheid.

DEFINITIE

Dikte is een scalaire fysieke grootheid, die wordt gedefinieerd als de verhouding van de massa van een lichaam tot het volume dat het inneemt.

Deze waarde wordt meestal aangeduid met de Griekse letter r of Latijnse D en d. De eenheid van dichtheid in het SI-systeem wordt beschouwd als kg / m 3 en in de CGS - g / cm 3. Gasdichtheid is een referentiewaarde, deze wordt meestal gemeten bij n. j.

Vaak wordt met betrekking tot gassen het begrip "relatieve dichtheid" gebruikt. Deze waarde is de verhouding van de massa van een bepaald gas tot de massa van een ander gas genomen in hetzelfde volume, bij dezelfde temperatuur en dezelfde druk, wordt de relatieve dichtheid van het eerste gas ten opzichte van het tweede genoemd.

Bijvoorbeeld, onder normale omstandigheden is de massa koolstofdioxide in een volume van 1 liter 1,98 g, en de massa waterstof in hetzelfde volume en onder dezelfde omstandigheden is 0,09 g, waarvan de dichtheid van koolstofdioxide voor waterstof zal zijn: 1.98 / 0, 09 = 22.

Relatieve gasdichtheid

Laten we de relatieve dichtheid van het gas m 1 / m 2 aanduiden met de letter D. Dan

Daarom is de molecuulmassa van een gas gelijk aan de dichtheid ten opzichte van een ander gas, vermenigvuldigd met de molecuulmassa van het tweede gas.

Vaak worden de dichtheden van verschillende gassen bepaald in relatie tot waterstof, als de lichtste van alle gassen. Aangezien de molmassa van waterstof 2,0158 g/mol is, heeft de vergelijking voor het berekenen van molmassa's in dit geval de vorm:

of, als de molaire massa van waterstof naar boven wordt afgerond op 2:

Als we bijvoorbeeld volgens deze vergelijking de molaire massa van koolstofdioxide berekenen, waarvan de dichtheid in waterstof, zoals hierboven aangegeven, 22 is, vinden we:

M(CO 2) \u003d 2 × 22 \u003d 44 g / mol.

De dichtheid van een gas in laboratoriumomstandigheden kan als volgt onafhankelijk worden bepaald: je moet een glazen kolf met een kraan nemen en deze wegen op een analytische balans. Het begingewicht is het gewicht van de kolf waaruit alle lucht is weggepompt, het eindgewicht is het gewicht van de kolf die tot een bepaalde druk is gevuld met het onderzochte gas. Het verschil tussen de resulterende massa's moet worden gedeeld door het volume van de kolf. De berekende waarde is de dichtheid van het gas onder gegeven omstandigheden.

p 1 /p N ×V 1 /m×m/V N = T 1 /T N ;

omdat m/V 1 = r 1 en m/V N = r N , we krijgen dat

r N = r 1 ×p N /p 1 ×T 1 /T N .

De onderstaande tabel toont de dichtheden van sommige gassen.

Tabel 1. Dichtheid van gassen onder normale omstandigheden.

Voorbeelden van probleemoplossing

VOORBEELD 1

Oefening	De relatieve dichtheid van het gas voor waterstof is 27. De massafractie van het waterstofelement daarin is 18,5% en het boorelement is 81,5%. Bepaal de formule voor het gas.
Beslissing	De massafractie van het element X in het molecuul van de HX-samenstelling wordt berekend met de volgende formule: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Laten we het aantal waterstofatomen in het molecuul aanduiden als "x", het aantal booratomen als "y". Laten we de overeenkomstige relatieve atoommassa's van de elementen waterstof en boor vinden (de waarden van de relatieve atoommassa's uit het periodiek systeem van D.I. Mendelejev worden afgerond op gehele getallen). Ar(B) = 11; Ar(H) = 1. We delen het percentage elementen door de overeenkomstige relatieve atoommassa's. We zullen dus de relatie tussen het aantal atomen in het molecuul van de verbinding vinden: x:y = (H)/Ar(H): ω(B)/Ar(B); x:y = 18,5/1: 81,5/11; x:y = 18,5: 7,41 = 2,5: 1 = 5: 2. Dus de eenvoudigste formule voor het combineren van waterstof en boor is H 5 B 2 . De waarde van de molaire massa van een gas kan worden bepaald met behulp van de waterstofdichtheid: M-gas = M(H2) × D H2 (gas); M-gas \u003d 2 × 27 \u003d 54 g / mol. Om de ware formule voor de combinatie van waterstof en boor te vinden, vinden we de verhouding van de verkregen molmassa's: M gas / M (H 5 B 2) \u003d 54 / 27 \u003d 2. M(H 5 B 2) \u003d 5 × Ar (H) + 2 × Ar (B) \u003d 5 × 1 + 2 × 11 \u003d 5 + 22 \u003d 27 g / mol. Dit betekent dat alle indices in de formule H 5 B 2 vermenigvuldigd moeten worden met 2. De formule van de stof zal er dus uitzien als H 10 B 4.
Antwoord	Gasformule - H 10 B 4

VOORBEELD 2

Oefening	Bereken de relatieve luchtdichtheid van kooldioxide CO 2 .
Beslissing	Om de relatieve dichtheid van het ene gas ten opzichte van het andere te berekenen, is het noodzakelijk om het relatieve molecuulgewicht van het eerste gas te delen door het relatieve molecuulgewicht van het tweede gas. Het relatieve molecuulgewicht van lucht wordt gelijk aan 29 genomen (rekening houdend met het gehalte aan stikstof, zuurstof en andere gassen in de lucht). Opgemerkt moet worden dat het concept van "relatief molecuulgewicht van lucht" voorwaardelijk wordt gebruikt, aangezien lucht een mengsel van gassen is. D lucht (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (lucht); D lucht (CO 2) \u003d 44 / 29 \u003d 1.52. M r (CO 2) \u003d A r (C) + 2 × A r (O) \u003d 12 + 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44.
Antwoord	De relatieve luchtdichtheid van koolstofdioxide is 1,52.

Een gas is een vergelijking van de relatieve moleculaire of molaire massa van een gas met die van een ander gas. In de regel wordt het bepaald in relatie tot het lichtste gas - waterstof. Gassen worden ook vaak vergeleken met lucht.

Om te laten zien welk gas is geselecteerd voor vergelijking, wordt een index toegevoegd vóór het symbool van de relatieve dichtheid van de test, en de naam zelf is tussen haakjes geschreven. Bijvoorbeeld DH2(SO2). Dit betekent dat de dichtheid is berekend uit waterstof. Dit wordt gelezen als "de dichtheid van zwaveloxide door waterstof".

Om de gasdichtheid uit waterstof te berekenen, is het noodzakelijk om de molmassa's van het bestudeerde gas en waterstof te bepalen met behulp van het periodiek systeem. Als het chloor en waterstof is, zien de indicatoren er als volgt uit: M (Cl2) \u003d 71 g / mol en M (H2) \u003d 2 g / mol. Als de dichtheid van waterstof wordt gedeeld door de dichtheid van chloor (71:2), is het resultaat 35,5. Dat wil zeggen, chloor is 35,5 keer zwaarder dan waterstof.

De relatieve dichtheid van een gas is niet afhankelijk van externe omstandigheden. Dit wordt verklaard door de universele wetten van de toestand van gassen, die erop neerkomen dat een verandering in temperatuur en druk niet leidt tot een verandering in hun volume. Bij eventuele wijzigingen in deze indicatoren wordt op exact dezelfde manier gemeten.

Om de dichtheid van een gas empirisch te bepalen, heb je een kolf nodig waar het kan worden geplaatst. De kolf met gas moet twee keer worden gewogen: de eerste keer - nadat alle lucht eruit is gepompt; de tweede - door het te vullen met het onderzochte gas. Het is ook noodzakelijk om vooraf het volume van de kolf te meten.

Eerst moet je het massaverschil berekenen en delen door de waarde van het volume van de kolf. Het resultaat is de dichtheid van het gas onder de gegeven omstandigheden. Met behulp van de toestandsvergelijking kunt u de gewenste indicator berekenen onder normale of ideale omstandigheden.

U kunt de dichtheid van sommige gassen vinden in de samenvattende tabel, die kant-en-klare informatie bevat. Als het gas in de tabel staat, kan deze informatie zonder aanvullende berekeningen en het gebruik van formules worden overgenomen. De dichtheid van waterdamp kan bijvoorbeeld worden gevonden in de tabel met eigenschappen van water (referentieboek van Rivkin S.L. en anderen), de elektronische tegenhanger ervan, of met behulp van programma's zoals WaterSteamPro en anderen.

Voor verschillende vloeistoffen treedt echter evenwicht met damp op bij verschillende dichtheden van laatstgenoemde. Dit komt door het verschil in de krachten van intermoleculaire interactie. Hoe hoger het is, hoe sneller het evenwicht zal komen (bijvoorbeeld kwik). In vluchtige vloeistoffen (bijvoorbeeld ether) kan evenwicht alleen optreden bij een significante dampdichtheid.

De dichtheid van verschillende natuurlijke gassen varieert van 0,72 tot 2,00 kg/m3 en hoger, relatief - van 0,6 tot 1,5 en hoger. De hoogste dichtheid zit in gassen met het hoogste gehalte aan zware koolwaterstoffen H2S, CO2 en N2, de laagste in droge methaangas.

Eigenschappen worden bepaald door de samenstelling, temperatuur, druk en dichtheid. De laatste indicator wordt bepaald door het laboratorium. Het hangt van al het bovenstaande af. De dichtheid kan op verschillende manieren worden bepaald. Het nauwkeurigst is wegen op een nauwkeurige weegschaal in een dunwandige glazen container.

Meer dan dezelfde indicator van aardgas. In de praktijk wordt deze verhouding als 0,6:1 aangenomen. Statisch neemt sneller af dan gas. Bij drukken tot 100 MPa kan de dichtheid van aardgas meer dan 0,35 g/cm3 bedragen.

Er is vastgesteld dat de toename gepaard kan gaan met een toename van de temperatuur van de hydraatvorming. Aardgas met een lage dichtheid vormt hydraten bij een hogere temperatuur dan gassen met een hogere dichtheid.

Dichtheidsmeters worden nog maar net gebruikt en er zijn nog steeds veel vragen die verband houden met de functies van hun werking en verificatie.