Як обчислити обсяг газу

Як обчислити обсяг газу

Газ, як і речовини, що знаходяться в інших агрегатних станах, має ряд параметрів, в число яких входить і обсяг. Обсяг газу знаходиться на підставі інших його характеристик, які наведені в умові завдання. Будь-який газ, незалежно від виду і складу, має обсяг, який і потрібно знайти в багатьох завданнях.

Інструкція

  1. Газ, незалежно від його складу, має три основних параметри: масу, обсяг і щільність. У більшості завдань оперують так званим ідеальним газом, тому спиратися в них необхідно лише на наведені в умові значення маси, тиску, температури. Наприклад, в умові завдання може бути вказаний газ азот N2 з температурою в 60 градусів, тиском в 30 кПа і масою в 0,05 р. Знаючи ці три параметри і склад газу, за рівнянням Менделєєва-Клапейрона можна знайти його обсяг. Для цього необхідно переробити дане рівняння наступним чином:

    pV = mRT / M.

    Здійснивши подальше перетворення формули, знайдіть обсяг азоту:

    V = mRT / pM.

    При цьому молярну масу M можна знайти за таблицею Д.І. Менделєєва. У азоту вона дорівнює 12 г / моль. Тоді:

    V = 0,05 * 12 * 8,31 * 333/30 * 12 ≈ 4,61.
  2. Якщо відомі обсяг при нормальних умовах, а обсяг за інших умов є потрібним, застосуйте закони Бойля-Маріотта і Гей-Люссака:

    pV / T = pнVн / Tн.

    У такому випадку перетворіть формулу наступним чином:

    pV * Tн = pнVн * T.

    Звідси обсяг V дорівнює:

    V = pнVн * T / p * Tн.

    Індекс н означає величину того чи іншого параметра при нормальних умовах.
  3. Якщо розглядати обсяг газу з точки зору термодинаміки, можна помітити, що на гази можуть діяти сили, за рахунок яких змінюється обсяг. При цьому тиск газу постійно, що характерно для Ізобаричний процес. У ході таких процесів обсяг змінюється з однієї величини на іншу. Їх можна позначити як V1 і V2. В умовах ряду завдань описується певний газ, що знаходиться під поршнем в посудині. При розширенні цього газу поршень пересувається на деяку відстань dl, в результаті чого здійснюється робота:

    A = pdV = p (V2-V1).

    Ця формула пов’язує зміна обсягу газу і роботу. Як відомо, якщо дан кінцевий обсяг V2, то можна знайти початковий обсяг V1:

    V1 = pV2-A / p.
  4. Нарешті, найбільш просто знайти об’єм газу, виходячи з двох інших фізичних параметрів — маси та щільності. Якщо в умовах заданий газ з деякою щільністю і масою, то його обсяг слід обчислювати за формулою:

    V = m / ρ.

    У кожного газу є певна щільність, як і у будь-якого твердого або рідкого речовини. Тому, знаходячи обсяг газу, в першу чергу необхідно враховувати саме цей параметр.