และเช่นนั้นภายใต้สภาวะปกติ มอด. กฎของอโวกาโดร ปริมาณโมลของก๊าซ

โดยที่ m คือมวล M คือมวลโมลาร์ V คือปริมาตร

4. กฎของอโวกาโดรก่อตั้งโดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี Avogadro ในปี 1811 ปริมาณของก๊าซใด ๆ ที่เท่ากันซึ่งถ่ายที่อุณหภูมิเท่ากันและความดันเท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน

ดังนั้นแนวคิดของปริมาณของสารจึงสามารถกำหนดได้: 1 โมลของสารมีจำนวนอนุภาคเท่ากับ 6.02 * 10 23 (เรียกว่าค่าคงที่ Avogadro)

ผลที่ตามมาของกฎหมายนี้คือ ก๊าซ 1 โมลอยู่ภายใต้สภาวะปกติ (P 0 \u003d 101.3 kPa และ T 0 \u003d 298 K) ปริมาตรเท่ากับ 22.4 ลิตร

5. กฎหมายบอยล์-มาริออตต์

ที่อุณหภูมิคงที่ ปริมาตรของก๊าซในปริมาณที่กำหนดจะแปรผกผันกับความดันภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:

6. กฎของเกย์-ลูสแซก

ที่ความดันคงที่ การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของก๊าซจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ:

V/T = คอนเทมโพรารี

7. สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรแก๊ส ความดัน และอุณหภูมิได้ กฎการรวมของ Boyle-Mariotte และ Gay-Lussacซึ่งใช้ในการนำปริมาณก๊าซจากสภาวะหนึ่งไปสู่อีกสภาวะหนึ่ง:

P 0 , V 0, T 0 - ความดันปริมาตรและอุณหภูมิภายใต้สภาวะปกติ: P 0 =760 mm Hg. ศิลปะ. หรือ 101.3 kPa; T 0 \u003d 273 K (0 0 C)

8. การประเมินค่าของโมเลกุลโดยอิสระ มวลชน เอ็ม สามารถทำได้โดยใช้สิ่งที่เรียกว่า สมการสถานะสำหรับก๊าซในอุดมคติ หรือสมการ Clapeyron-Mendeleev :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

ที่ไหน อาร์ -แรงดันแก๊สในระบบปิด วี- ปริมาณของระบบ เสื้อ -มวลของก๊าซ ที -อุณหภูมิสัมบูรณ์ ร-ค่าคงที่ของแก๊สสากล

โปรดทราบว่าค่าของค่าคงที่ Rหาได้จากการแทนค่าที่กำหนดลักษณะของก๊าซหนึ่งโมลที่ NC เป็นสมการ (1.1):

r = (p V) / (T) \u003d (101.325kPa 22.4ล.) / (1 mol 273K) \u003d 8.31J / mol.K)

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1ทำให้ปริมาณก๊าซเข้าสู่สภาวะปกติ

ปริมาณใด (n.o.) ที่จะครอบครองก๊าซ 0.4×10 -3 m 3 ที่ 50 0 C และความดัน 0.954×10 5 Pa?

วิธีการแก้.ในการทำให้ปริมาตรของก๊าซเข้าสู่สภาวะปกติ ให้ใช้สูตรทั่วไปที่รวมกฎของ Boyle-Mariotte และ Gay-Lussac เข้าด้วยกัน:

pV/T = p 0 V 0 /T 0 .

ปริมาตรของก๊าซ (n.o. ) คือ โดยที่ T 0 = 273 K; p 0 \u003d 1.013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323 K;

ม. 3 \u003d 0.32 × 10 -3 ม. 3

เมื่อ (n.o.) ก๊าซมีปริมาตรเท่ากับ 0.32×10 -3 ม. 3

ตัวอย่าง 2การคำนวณความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซจากน้ำหนักโมเลกุล

คำนวณความหนาแน่นของอีเทน C 2 H 6 จากไฮโดรเจนและอากาศ

วิธีการแก้.เป็นไปตามกฎของอาโวกาโดรว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซหนึ่งกับอีกก๊าซหนึ่งมีค่าเท่ากับอัตราส่วนของมวลโมเลกุล ( M h) ของก๊าซเหล่านี้ กล่าวคือ D=M 1 /M 2. ถ้า M 1С2Н6 = 30, M2 H2 = 2 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของอากาศเท่ากับ 29 จากนั้นความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอีเทนเมื่อเทียบกับไฮโดรเจนคือ D H2 = 30/2 =15.

ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอีเทนในอากาศ: ดีแอร์= 30/29 = 1.03 เช่น อีเทนหนักกว่าไฮโดรเจน 15 เท่า และหนักกว่าอากาศ 1.03 เท่า

ตัวอย่างที่ 3การหาน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของส่วนผสมของก๊าซโดยความหนาแน่นสัมพัทธ์

คำนวณน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยมีเทน 80% และออกซิเจน 20% (โดยปริมาตร) โดยใช้ค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซเหล่านี้เทียบกับไฮโดรเจน

วิธีการแก้.การคำนวณมักทำตามกฎการผสม ซึ่งก็คืออัตราส่วนของปริมาตรของก๊าซในส่วนผสมของก๊าซที่มีสององค์ประกอบจะแปรผกผันกับความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของสารผสมและความหนาแน่นของก๊าซที่ประกอบเป็นส่วนผสมนี้ . ให้เราแสดงความหนาแน่นสัมพัทธ์ของส่วนผสมก๊าซเทียบกับไฮโดรเจนผ่าน ดี H2. มันจะมากกว่าความหนาแน่นของก๊าซมีเทน แต่น้อยกว่าความหนาแน่นของออกซิเจน:

80ดี H2 - 640 = 320 - 20 ดี H2; ดี H2 = 9.6

ความหนาแน่นของไฮโดรเจนของส่วนผสมของก๊าซนี้คือ 9.6 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของส่วนผสมของแก๊ส เอ็ม H2 = 2 ดี H2 = 9.6×2 = 19.2.

ตัวอย่างที่ 4การคำนวณมวลโมลาร์ของก๊าซ

มวล 0.327 × 10 -3 m 3 ของก๊าซที่ 13 0 C และความดัน 1.040 × 10 5 Pa คือ 0.828 × 10 -3 กก. คำนวณมวลโมลาร์ของก๊าซ

วิธีการแก้.คุณสามารถคำนวณมวลโมลาร์ของก๊าซโดยใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron:

ที่ไหน มคือมวลของก๊าซ เอ็มคือมวลโมลาร์ของก๊าซ R- ค่าคงที่ของก๊าซโมลาร์ (สากล) ค่าที่กำหนดโดยหน่วยวัดที่ยอมรับ

หากวัดความดันเป็น Pa และปริมาตรเป็น m 3 แล้ว R\u003d 8.3144 × 10 3 J / (กม. × K)

3.1. เมื่อทำการวัดอากาศในบรรยากาศ อากาศในพื้นที่ทำงาน ตลอดจนการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมและไฮโดรคาร์บอนในท่อส่งก๊าซ มีปัญหาในการทำให้ปริมาตรของอากาศที่วัดได้กลับสู่สภาวะปกติ (มาตรฐาน) ในทางปฏิบัติ บ่อยครั้งเมื่อทำการวัดคุณภาพอากาศ การแปลงความเข้มข้นที่วัดได้เป็นสภาวะปกติจะไม่ถูกนำมาใช้ ส่งผลให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่น่าเชื่อถือ

นี่คือข้อความที่ตัดตอนมาจากมาตรฐาน:

“การวัดถูกนำมาสู่สภาวะมาตรฐานโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

C 0 \u003d C 1 * P 0 T 1 / R 1 T 0

โดยที่: C 0 - ผลลัพธ์ที่แสดงในหน่วยมวลต่อหน่วยปริมาตรของอากาศ kg / cu m หรือปริมาณของสารต่อหน่วยปริมาตรของอากาศ mol / cu. m ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน

C 1 - ผลลัพธ์ที่แสดงเป็นหน่วยมวลต่อหน่วยปริมาตรของอากาศ kg / cu m หรือปริมาณสารต่อหน่วยปริมาตร

อากาศ โมล/ลบ.ม. m ที่อุณหภูมิ T 1, K และความดัน P 1, kPa

สูตรการนำเข้าสู่สภาวะปกติในรูปแบบง่ายมีรูปแบบ (2)

C 1 \u003d C 0 * f โดยที่ f \u003d P 1 T 0 / P 0 T 1

ปัจจัยการแปลงมาตรฐานสำหรับการทำให้เป็นมาตรฐาน พารามิเตอร์ของอากาศและสิ่งเจือปนจะถูกวัดที่อุณหภูมิ ความดัน และความชื้นต่างกัน ผลลัพธ์นำไปสู่สภาวะมาตรฐานในการเปรียบเทียบพารามิเตอร์คุณภาพอากาศที่วัดได้ในตำแหน่งต่างๆ และสภาพอากาศที่แตกต่างกัน

3.2 สภาวะปกติของอุตสาหกรรม

สภาวะปกติคือสภาวะทางกายภาพมาตรฐานซึ่งคุณสมบัติของสารมักจะสัมพันธ์กัน (อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน, STP) สภาวะปกติกำหนดโดย IUPAC (International Union of Practical and Applied Chemistry) ดังนี้ ความดันบรรยากาศ 101325 Pa = 760 mm Hg อุณหภูมิของอากาศ 273.15 K = 0° C

สภาวะมาตรฐาน (Standard Ambient Temperature and Pressure, SATP) คืออุณหภูมิและความดันแวดล้อมปกติ: ความดัน 1 บาร์ = 10 5 Pa = 750.06 mm T. St.; อุณหภูมิ 298.15 K = 25 °C

พื้นที่อื่นๆ.

การวัดคุณภาพอากาศ

ผลลัพธ์ของการวัดความเข้มข้นของสารอันตรายในอากาศของพื้นที่ทำงานนำไปสู่สภาวะต่อไปนี้: อุณหภูมิ 293 K (20 °C) และความดัน 101.3 kPa (760 mm Hg)

พารามิเตอร์แอโรไดนามิกของการปล่อยมลพิษจะต้องวัดตามมาตรฐานของรัฐในปัจจุบัน ปริมาตรของก๊าซไอเสียที่ได้จากผลการวัดด้วยเครื่องมือจะต้องถูกทำให้อยู่ในสภาวะปกติ (n.s.): 0 ° C, 101.3 kPa ..

การบิน.

องค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (ICAO) กำหนดบรรยากาศมาตรฐานสากล (ISA) ที่ระดับน้ำทะเลด้วยอุณหภูมิ 15 ° C ความกดอากาศ 101325 Pa และความชื้นสัมพัทธ์ 0% พารามิเตอร์เหล่านี้ใช้เมื่อคำนวณการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน

ประหยัดแก๊ส

อุตสาหกรรมก๊าซ สหพันธรัฐรัสเซียในการตั้งถิ่นฐานกับผู้บริโภคจะใช้สภาพบรรยากาศตาม GOST 2939-63: อุณหภูมิ 20 ° C (293.15 K); ความดัน 760 มม. ปรอท ศิลปะ. (101325 นิวตัน/ตร.ม.); ความชื้นเท่ากับ 0 ดังนั้นมวลของก๊าซหนึ่งลูกบาศก์เมตรตาม GOST 2939-63 จึงค่อนข้างน้อยกว่าภายใต้สภาวะปกติ "เคมี"

แบบทดสอบ

สำหรับเครื่องทดสอบ เครื่องมือ และผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคอื่น ๆ ค่าปกติของปัจจัยภูมิอากาศเมื่อทำการทดสอบผลิตภัณฑ์ (สภาวะการทดสอบภูมิอากาศปกติ):

อุณหภูมิ - บวก 25 °±10°С; ความชื้นสัมพัทธ์ - 45-80%

ความดันบรรยากาศ 84-106 kPa (630-800 mmHg)

การตรวจสอบเครื่องมือวัด

ค่าเล็กน้อยของปริมาณที่มีอิทธิพลปกติทั่วไปจะถูกเลือกดังนี้: อุณหภูมิ - 293 K (20 ° C) ความดันบรรยากาศ - 101.3 kPa (760 mmHg)

ปันส่วน

แนวทางในการกำหนดมาตรฐานคุณภาพอากาศระบุว่า MPC ในอากาศแวดล้อมได้รับการตั้งค่าภายใต้สภาวะภายในอาคารปกติ กล่าวคือ 20 C และ 760 mm. rt. ศิลปะ.