Як обчислити об’єм повітря


 

Повітря являє собою суміш безлічі газів. Найбільш масовою його складовою є азот, на другому місці самий необхідної будь живому організму елемент — кисень. Третє місце по процентному змісту займає інертний газ аргон, четверте — вуглекислий. Зміст всіх інших газів: водню, метану, інших інертних газів і т.д., настільки мало, що в більшості випадків ними можна знехтувати при розрахунках. Чи можна обчислити об’єм повітря, що знаходиться в приміщенні або в будь-якому посудині? Звичайно, можна.



Інструкція

  1. Більшість приміщень мають правильну геометричну форму. Їх протилежні стіни паралельні. Тобто обсяг такого приміщення обчислюється точно так само, як обсяг прямокутного бруска, наприклад. Виміряйте довжину (А), ширину (В) і висоту (Н) приміщення, перемножте ці величини, в результаті отримаєте об’єм: V = AхВхН. Проводити вимірювання найзручніше будівельної рулеткою.
  2. Припустимо, вам задана така задача: який обсяг займає повітря при нормальних умовах, якщо його кількість — 12 молей? Її рішення дуже просте. Як відомо, при нормальних умовах обсяг одного моля будь-якого газу або суміші газів складає приблизно 22,4 літра. Помножте цю величину на 12, отримаєте відповідь: 22,4 * 12 = 268,8 літрів. Або, приблизно 0,27 м ^ 3.
  3. Трохи ускладните завдання. Припустимо, відоме вам кількість повітря масою М укладено в герметичній посудині. На це повітря подіяли зовнішнім тиском величиною Р, при температурі, яка дорівнює Т. Який обсяг займе повітря при таких умовах?
  4. Тут вам допоможе знамените рівняння Менделєєва-Клапейрона, виведене незалежно один від одного нашим співвітчизником Д.І. Менделєєвим і французом Б.П.Е.Клапейроном. Воно описує стан ідеального газу. Хоча повітря, звичайно ж, не є ідеальним газом, це рівняння можна використовувати, якщо в розрахунках не потрібна висока точність. Рівняння Менделєєва-Клапейрона записується так:
    PV = MRT / m
  5. Величини Р, М, Т вам відомі за умовами задачі, величину R — універсальної газової постійної можна знайти в будь-якому довіднику з хімії, фізики або в інтернеті. Вона дорівнює 8,31. Єдина залишилася величина — m (молярна маса повітря). Вона знаходиться точно таким же чином, і дорівнює 28,98 г / моль. Для зручності розрахунків округлите цю величину до 29 г / моль.
  6. Трохи перетворивши рівняння, ви отримаєте формулу:
    V = MRT / mP

    Підставивши відомі величини і зробивши розрахунок, знайдіть шуканий об’єм повітря.