Specifična količina vode, zraka, pare, dušika i idealnog plina



određeni volumen to je karakteristika intenzivnog svojstva svakog elementa ili materijala. Matematički se definira kao odnos između volumena koji zauzima određena količina tvari (kilogram ili gram); drugim riječima, to je recipročna gustoća.

Gustoća pokazuje koliko 1 ml tvari teži (tekuća, kruta, plinovita ili homogena ili heterogena smjesa), dok se specifični volumen odnosi na volumen koji zauzima 1 g (ili 1 kg) te tvari. Dakle, poznavajući gustoću tvari, dovoljno je izračunati recipročnu vrijednost kako bi se odredio njegov specifični volumen.

Na što se odnosi riječ "specifično"? Kada se kaže da je bilo koje svojstvo specifično, to znači da je izraženo kao funkcija mase, što omogućuje njegovu transformaciju iz opsežnog svojstva (koje ovisi o masi) za intenzivno svojstvo (kontinuirano u svim točkama sustava)..

Jedinice u kojima se specifični volumen obično izražava su (m3/ Kg) ili (cm3/ g). Međutim, premda to svojstvo ne ovisi o masi, ono ovisi o drugim varijablama, kao što su temperaturni ili tlakovni incidenti u tvari. To uzrokuje da gram tvari zauzme više volumena pri višim temperaturama.

indeks

  • 1 Voda
  • 2 Iz zraka
  • 3 Para
  • 4 dušika
  • 5 Idealnog plina
  • 6 Reference

Iz vode

Na prvoj slici možete vidjeti kap vode koja se miješa s površinom tekućine. Jer, naravno, to je supstanca, njezina masa zauzima volumen kao i svaka druga. Ovaj makroskopski volumen je proizvod volumena i interakcija njegovih molekula.

Molekula vode ima kemijsku formulu H2Ili, s molekulskom masom od približno 18 g / mol. Gustoće koje ona predstavlja također ovise o temperaturi, a na makro skali smatra se da je raspodjela njegovih molekula što je moguće više homogena.

S vrijednostima gustoće r na temperaturi T, za izračunavanje specifičnog volumena tekuće vode dovoljno je primijeniti sljedeću formulu:

v = (1 / r)

Izračunava se eksperimentalno određivanjem gustoće vode pomoću piknometra i zatim izvršavanjem matematičkog izračuna. Budući da se molekule svake tvari razlikuju jedna od druge, tako će nastati specifični volumen.

Ako je gustoća vode u širokom rasponu temperatura 0,997 kg / m3, njegov specifični volumen iznosi 1.003 m3/ kg.

Iz zraka

Zrak je homogena plinovita smjesa, sastavljena uglavnom od dušika (78%), zatim kisika (21%) i na kraju drugih plinova Zemljine atmosfere. Njegova gustoća je makroskopska ekspresija sve te mješavine molekula, koje ne djeluju učinkovito i propagiraju se u svim smjerovima.

Budući da se pretpostavlja da je tvar neprekidna, njeno širenje u spremniku ne mijenja njegov sastav. Opet, mjerenjem gustoće pri opisanim uvjetima temperature i tlaka može se odrediti koji volumen zauzima 1 g zraka.

Kako je specifični volumen 1 / r, a njegova ρ manja od vode, tada je njegov specifični volumen veći.

Objašnjenje ove činjenice temelji se na molekularnim interakcijama interakcija vode i zraka; potonji, čak iu slučaju vlage, ne kondenzira ako nije podvrgnut vrlo niskim temperaturama i visokim tlakovima.

para

Pod istim uvjetima grama pare zauzimaju volumen veći od grama zraka? Zrak je gušći od vode u plinskoj fazi, jer je to mješavina gore spomenutih plinova, za razliku od molekula vode.

Kako je specifična zapremina inverzna gustoće, jedan gram pare zauzima više volumena (manje je gusto) nego jedan gram zraka..

Fizička svojstva pare kao tekućine neophodna su u mnogim industrijskim procesima: unutar izmjenjivača topline, za povećanje vlažnosti, čiste strojeve, između ostalog.

Postoje mnoge varijable koje treba uzeti u obzir pri rukovanju velikim količinama pare unutar industrije, posebno u pogledu mehanike tekućina..

Dušika

Kao i ostali plinovi, njihova gustoća znatno ovisi o tlaku (za razliku od krutina i tekućina) i od temperature. Prema tome, vrijednosti za njihov specifični volumen variraju ovisno o tim varijablama. Odavde se javlja potreba da se odredi njegov specifični volumen kako bi se sustav izrazio u smislu intenzivnih svojstava.

Bez eksperimentalnih vrijednosti, molekularnim rasuđivanjem teško je usporediti gustoću dušika s gustoćom drugih plinova. Molekula dušika je linearna (N≡N) i molekula vode je kutna.

Kao "linija" zauzima manje volumena nego "bumerangZatim se može očekivati ​​da je po definiciji gustoće (m / V) dušik gušći od vode. Koristeći gustoću od 1.2506 kg / m3, specifični volumen uvjeta u kojima je ta vrijednost izmjerena je 0,7996 m3/ Kg; to je jednostavno recipročno (1 / r).

Idealnog plina

Idealni plin je onaj koji se pokorava jednadžbi:

P = nRT / V

Može se primijetiti da jednadžba ne uzima u obzir bilo koju varijablu kao strukturu ili molekularni volumen; niti razmatra kako molekule plina međusobno djeluju u prostoru definiranom sustavom.

U ograničenom rasponu temperatura i tlaka svi se plinovi "ponašaju" jednaki; zbog toga je u određenoj mjeri valjano pretpostaviti da poštuju jednadžbu idealnih plinova. Dakle, iz ove jednadžbe može se odrediti nekoliko svojstava plinova, među njima i specifični volumen.

Da bismo ga očistili, potrebno je izraziti jednadžbu u smislu gustoće varijabli: mase i volumena. Molovi su predstavljeni s n, a to su rezultat dijeljenja mase plina njegovom molekularnom masom (m / M)..

Imajući u jednadžbi promjenjivu masu m, ako je podijeljena po volumenu, može se dobiti gustoća; odavde je dovoljno očistiti gustoću i zatim "preokrenuti" obje strane jednadžbe. Time se konačno određuje specifični volumen.

Donja slika ilustrira svaki od koraka da se postigne konačni izraz specifičnog volumena idealnog plina.

reference

  1. Wikipedia. (2018.). Specifični volumen. Preuzeto s: en.wikipedia.org
  2. Study.com. (21. kolovoza 2017.) Što je specifična količina? - Definicija, formula i jedinice snimljene iz: study.com
  3. NASA. (5. svibnja 2015.) Specifična količina Preuzeto iz: grc.nasa.gov
  4. Michael J. Moran i Howard N. Shapiro. (2004). Osnove tehničke termodinamike. (2. izdanje). Uvodnik Reverté, stranica 13.
  5. Tema 1: Pojmovi termodinamike. [PDF]. Preuzeto iz: 4.tecnun.es
  6. TLV. (2018.). Glavne aplikacije za paru. Preuzeto s: tlv.com