ปริมาตรน้ำ, อากาศ, ไอ, ไนโตรเจนและแก๊สในอุดมคติ



ปริมาณที่เฉพาะเจาะจง มันเป็นคุณสมบัติที่เข้มข้นของแต่ละองค์ประกอบหรือวัสดุ มันถูกกำหนดทางคณิตศาสตร์เป็นความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณที่ครอบครองโดยจำนวนหนึ่งของสสาร (กิโลกรัมหรือกรัม); กล่าวอีกนัยหนึ่งมันเป็นส่วนกลับของความหนาแน่น.

ความหนาแน่นบ่งชี้ว่ามีน้ำหนักเพียง 1 มิลลิลิตรของสสาร (ของเหลวของแข็งก๊าซหรือส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกัน) ในขณะที่ปริมาตรจำเพาะนั้นหมายถึงปริมาตรที่มี 1 กรัม (หรือ 1 กิโลกรัม) ดังนั้นเมื่อทราบความหนาแน่นของสารเคมีแล้วมันก็เพียงพอที่จะคำนวณส่วนกลับซึ่งกันและกันเพื่อหาปริมาตรจำเพาะ.

คำว่า "เจาะจง" หมายถึงอะไร เมื่อมีการกล่าวคุณสมบัติเฉพาะใด ๆ ก็หมายความว่ามันถูกแสดงออกมาเป็นหน้าที่ของมวลซึ่งยอมให้มีการเปลี่ยนแปลงจากคุณสมบัติที่ครอบคลุม (ขึ้นอยู่กับมวล) เป็นคุณสมบัติที่เข้มข้น (ต่อเนื่องในทุกจุดของระบบ).

หน่วยที่ปริมาณที่เฉพาะเจาะจงมักจะแสดงคือ (m3/ กิโลกรัม) หรือ (ซม3/ g) อย่างไรก็ตามคุณสมบัตินี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับมวล แต่มันก็ขึ้นอยู่กับตัวแปรอื่น ๆ เช่นอุณหภูมิหรือเหตุการณ์ความดันในสาร สิ่งนี้ทำให้เกิดแกรมของสารที่จะครอบครองปริมาณมากขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น.

ดัชนี

  • 1 น้ำ
  • 2 จากอากาศ
  • 3 Steam
  • 4 ของไนโตรเจน
  • 5 ของก๊าซอุดมคติ
  • 6 อ้างอิง

จากน้ำ

ในภาพแรกคุณสามารถเห็นหยดน้ำที่ผสมกับพื้นผิวของของเหลว เพราะโดยธรรมชาติมันเป็นสารมวลของมันจะมีปริมาตรเหมือนกัน ปริมาตรมหภาคนี้เป็นผลผลิตของปริมาตรและปฏิกิริยาของโมเลกุล.

โมเลกุลของน้ำมีสูตรทางเคมี H2หรือมีมวลโมเลกุลประมาณ 18 กรัม / โมลประมาณ ความหนาแน่นที่นำเสนอขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและในระดับมหภาคก็ถือว่าการกระจายตัวของโมเลกุลนั้นเป็นเนื้อเดียวกันมากที่สุด.

ด้วยค่าของความหนาแน่นρที่อุณหภูมิ T ในการคำนวณปริมาตรน้ำของเหลวที่เฉพาะเจาะจงก็เพียงพอที่จะใช้สูตรต่อไปนี้:

v = (1 / ρ)

มันถูกคำนวณโดยการทดสอบความหนาแน่นของน้ำโดยใช้ pyknometer จากนั้นทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ เพราะโมเลกุลของสารแต่ละชนิดนั้นมีความแตกต่างจากกันและกันดังนั้นจะทำให้เกิดปริมาตรจำเพาะ.

หากความหนาแน่นของน้ำมากกว่าอุณหภูมิที่หลากหลายคือ 0.997 กิโลกรัม / เมตร3, ปริมาณที่กำหนดคือ 1,003 เมตร3/ กก.

จากอากาศ

อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งประกอบด้วยไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ (78%) ตามด้วยออกซิเจน (21%) และในที่สุดก็เกิดจากก๊าซอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศของโลก ความหนาแน่นของมันคือการแสดงออกด้วยโมเลกุลของโมเลกุลที่ผสมกันซึ่งไม่สามารถโต้ตอบได้อย่างมีประสิทธิภาพและแพร่กระจายไปทุกทิศทาง.

เนื่องจากสันนิษฐานว่าเป็นสารต่อเนื่องการแพร่กระจายในภาชนะบรรจุจึงไม่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบ อีกครั้งโดยการวัดความหนาแน่นตามเงื่อนไขที่อธิบายไว้ในอุณหภูมิและความดันสามารถกำหนดปริมาณปริมาตรที่มีอากาศ 1 กรัม.

เนื่องจากปริมาตรจำเพาะคือ 1 / ρและρนั้นเล็กกว่าน้ำดังนั้นปริมาตรจำเพาะจึงมีขนาดใหญ่กว่า.

คำอธิบายของข้อเท็จจริงนี้ขึ้นอยู่กับการโต้ตอบของโมเลกุลของน้ำกับการโต้ตอบของอากาศ หลังแม้ในกรณีที่ความชื้นไม่ควบแน่นเว้นแต่ว่าจะอยู่ภายใต้อุณหภูมิที่เย็นจัดและแรงดันสูง.

ไอน้ำ

ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันไอน้ำหนึ่งกรัมจะครอบครองปริมาตรมากกว่าอากาศกรัม อากาศมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำในสถานะก๊าซเนื่องจากเป็นส่วนผสมของก๊าซที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งแตกต่างจากโมเลกุลของน้ำ.

เมื่อปริมาตรจำเพาะคือค่าผกผันของความหนาแน่นไอหนึ่งกรัมจะมีปริมาตรมากกว่า (มีความหนาแน่นน้อยกว่า) อากาศหนึ่งกรัม.

คุณสมบัติทางกายภาพของไอน้ำเป็นของเหลวจำเป็นในกระบวนการอุตสาหกรรมหลายอย่าง: ภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, เพื่อเพิ่มความชื้น, เครื่องจักรที่สะอาด, และอื่น ๆ อีกมากมาย.

มีตัวแปรมากมายที่ต้องคำนึงถึงเมื่อต้องจัดการกับไอน้ำปริมาณมากในอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับกลไกของของไหล.

ของไนโตรเจน

เช่นเดียวกับส่วนที่เหลือของก๊าซความหนาแน่นของมันขึ้นอยู่กับแรงดัน (เมื่อเทียบกับของแข็งและของเหลว) และอุณหภูมิ ดังนั้นค่าสำหรับปริมาณเฉพาะของพวกเขาจึงแตกต่างกันไปตามตัวแปรเหล่านี้ จากที่นี่เกิดขึ้นจำเป็นต้องกำหนดปริมาณเฉพาะเพื่อแสดงระบบในแง่ของคุณสมบัติเข้มข้น.

หากไม่มีค่าการทดลองผ่านการใช้เหตุผลระดับโมเลกุลเป็นการยากที่จะเปรียบเทียบความหนาแน่นของไนโตรเจนกับก๊าซอื่น ๆ โมเลกุลไนโตรเจนเป็นเส้นตรง (N≡N) และโมเลกุลของน้ำเป็นเชิงมุม.

ในฐานะที่เป็น "เส้น" ใช้ปริมาณน้อยกว่า "บูมเมอแรง"จากนั้นจะสามารถคาดการณ์ได้ว่าตามคำจำกัดความของความหนาแน่น (m / V) ไนโตรเจนนั้นหนาแน่นกว่าน้ำ ใช้ความหนาแน่น 1.2506 Kg / m3, ปริมาณที่เฉพาะเจาะจงกับสภาพที่วัดค่านี้คือ 0.7996 m3/ กก.; มันเป็นเพียงส่วนกลับ (1 / ρ).

ของแก๊สในอุดมคติ

แก๊สอุดมคตินั้นเป็นสิ่งที่เชื่อฟังสมการ:

P = nRT / V

สามารถสังเกตได้ว่าสมการไม่ได้พิจารณาตัวแปรใด ๆ ว่าเป็นโครงสร้างหรือปริมาตรของโมเลกุล และไม่พิจารณาว่าโมเลกุลของก๊าซมีปฏิกิริยากับกันและกันในพื้นที่ที่ระบบกำหนดไว้อย่างไร.

ในช่วงอุณหภูมิและความดันที่ จำกัด ก๊าซทุกชนิดจะ "ทำงาน" เท่ากัน ด้วยเหตุนี้จึงมีเหตุผลที่จะสมมติว่าพวกเขาเชื่อฟังสมการของก๊าซอุดมคติ ดังนั้นจากสมการนี้คุณสมบัติหลายอย่างของก๊าซสามารถกำหนดได้.

ในการล้างมันจำเป็นต้องแสดงสมการในรูปของตัวแปรความหนาแน่น: มวลและปริมาตร โมลจะถูกแทนด้วย n และนี่คือผลลัพธ์ของการหารมวลของก๊าซด้วยมวลโมเลกุล (m / M).

มีมวลมวล m ในสมการถ้ามันถูกหารด้วยปริมาตรความหนาแน่นจะได้ จากที่นี่ก็เพียงพอที่จะเคลียร์ความหนาแน่นแล้ว "พลิก" ทั้งสองข้างของสมการ ในการทำเช่นนี้ปริมาณที่กำหนดจะถูกกำหนดในที่สุด.

ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงแต่ละขั้นตอนในการเข้าถึงการแสดงออกสุดท้ายของปริมาตรเฉพาะของก๊าซในอุดมคติ.

การอ้างอิง

  1. วิกิพีเดีย (2018) ปริมาณที่เฉพาะเจาะจง นำมาจาก: en.wikipedia.org
  2. Study.com (21 สิงหาคม 2017) ปริมาณที่เฉพาะเจาะจงคืออะไร? - ความหมายสูตรและหน่วยที่นำมาจาก: study.com
  3. นาซา (05 พฤษภาคม 2558) เล่มเฉพาะ นำมาจาก: grc.nasa.gov
  4. Michael J. Moran และ Howard N. Shapiro (2004) หลักพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์เชิงเทคนิค (ฉบับที่ 2) Revertéบรรณาธิการ, หน้า 13.
  5. หัวข้อที่ 1: แนวคิดของอุณหพลศาสตร์ [PDF] นำมาจาก: 4.tecnun.es
  6. TLV (2018) แอปพลิเคชั่นหลักสำหรับ Steam นำมาจาก: tlv.com