Specifinis tūrio vanduo, oras, garai, azotas ir ideali dujos



The konkretus tūris tai yra intensyvus kiekvieno elemento ar medžiagos savybės. Matematiškai jis apibrėžiamas kaip santykis tarp tūrio, kurį užima tam tikras kiekis medžiagos (kilogramas arba gramas); kitaip tariant, tai yra tankio abipusis ryšys.

Tankis rodo, kiek 1 ml medžiagos sveria (skystas, kietas, dujinis ar homogeniškas arba heterogeninis mišinys), o specifinis tūris - tūris, užimantis 1 g (arba 1 kg). Taigi, žinant medžiagos tankį, pakanka apskaičiuoti abipusį, kad būtų nustatytas jo specifinis tūris.

Ką reiškia žodis „konkretus“? Kai sakoma, kad bet kuri nuosavybė yra specifinė, tai reiškia, kad ji išreiškiama kaip masės funkcija, kuri leidžia ją transformuoti iš plataus turto (priklausomai nuo masės) iki intensyvios savybės (nuolatinis visose sistemos vietose)..

Vienetai, kuriuose specifinis tūris paprastai išreiškiami, yra (m3/ Kg) arba (cm3/ g). Tačiau, nors ši savybė nepriklauso nuo masės, ji priklauso nuo kitų kintamųjų, pvz., Temperatūros ar slėgio incidentų medžiagoje. Dėl šios priežasties gramas medžiagos užima didesnį tūrį aukštesnėse temperatūrose.

Indeksas

  • 1 Vanduo
  • 2 Iš oro
  • 3 Garas
  • 4 azoto
  • 5 Idealios dujos
  • 6 Nuorodos

Iš vandens

Pirmajame vaizde matysite vandens lašą, kuris susimaišys su skysčio paviršiumi. Kadangi, žinoma, tai yra medžiaga, jos masė užima tūrį kaip ir bet kuri kita. Šis makroskopinis tūris yra jo molekulių tūrio ir sąveikos produktas.

Vandens molekulė turi cheminę formulę H2Arba maždaug 18 g / mol molekulinė masė. Jos tankumas priklauso nuo temperatūros, o makroskopu laikoma, kad jos molekulių pasiskirstymas yra kuo vienarūšesnis..

Kai tankio ρ vertės T temperatūroje apskaičiuojamos specifinio skysčio vandens kiekio, pakanka taikyti šią formulę:

v = (1 / ρ)

Jis apskaičiuojamas eksperimentiškai nustatant vandens tankį pyknometru ir atlikus matematinį skaičiavimą. Kadangi kiekvienos medžiagos molekulės skiriasi viena nuo kitos, taip ir gautas specifinis tūris.

Jei vandens tankis įvairiose temperatūrose yra 0,997 kg / m3, jo specifinis tūris yra 1,003 m3/ kg.

Iš oro

Oras yra homogeniškas dujinis mišinys, sudarytas daugiausia iš azoto (78%), po to - deguonies (21%) ir galiausiai kitų Žemės atmosferos dujų. Jo tankis yra makroskopinė visų molekulių mišinio išraiška, kurios neveikia veiksmingai ir sklinda visomis kryptimis.

Kadangi daroma prielaida, kad medžiaga yra tęstinė, jo plitimas inde nekeičia jo sudėties. Vėlgi, matuojant tankį aprašytomis temperatūros ir slėgio sąlygomis, galima nustatyti, kuris tūris užima 1 g oro.

Kadangi specifinis tūris yra 1 / ρ, o jo ρ yra mažesnis nei vandens, jo specifinis tūris yra didesnis.

Šio fakto paaiškinimas grindžiamas molekulinės vandens ir oro sąveikos sąveika; pastarasis, net ir drėgmės atveju, nekondensuoja, nebent jis yra labai šaltas ir didelis slėgis.

Garo

Esant tokioms pačioms sąlygoms, gramas garo užima didesnį tūrį nei gramo oro? Oro fazėje oras yra tankesnis už vandenį, nes tai yra pirmiau minėtų dujų mišinys, kitaip nei vandens molekulės.

Kadangi specifinis tūris yra atvirkštinis tankis, vienas gramas garų užima daugiau tūrio (mažiau tankus) nei vienas gramas oro.

Fizinės garų, kaip skysčio, savybės yra būtinos daugelyje pramoninių procesų: šilumokaičių viduje, siekiant padidinti drėgmę, švarias mašinas, be kita ko, daugiau.

Yra daug kintamųjų, į kuriuos reikia atsižvelgti tvarkant didelius garų kiekius pramonėje, ypač dėl skysčių mechanikos..

Iš azoto

Kaip ir kitos dujos, jų tankis labai priklauso nuo slėgio (o ne kietųjų medžiagų ir skysčių) ir temperatūros. Taigi, jų specifinio tūrio vertės skiriasi priklausomai nuo šių kintamųjų. Iš čia atsiranda poreikis nustatyti jo specifinį tūrį, kad būtų galima išreikšti sistemą intensyvių savybių atžvilgiu.

Be eksperimentinių verčių, molekuliniu požiūriu, sunku palyginti azoto tankį su kitų dujų tankiu. Azoto molekulė yra tiesinė (N≡N) ir vandens molekulė yra kampinė.

Kaip „eilutė“ užima mažiau apimties nei „“bumerangasTada galima tikėtis, kad pagal tankio (m / V) apibrėžimą azotas yra tankesnis už vandenį. Naudojant 1,2506 kg / m. Tankį3, specifinis tūris tose sąlygose, kuriose ši vertė buvo matuojama, yra 0,7996 m3/ Kg; tai tiesiog abipusis (1 / ρ).

Idealios dujos

Ideali dujos yra tokia, kuri paklūsta lygčiai:

P = nRT / V

Galima pastebėti, kad lygtis nelaikomas kintamuoju kaip struktūra ar molekuliniu tūriu; taip pat nemanoma, kaip dujų molekulės tarpusavyje sąveikauja sistemos apibrėžtoje erdvėje.

Ribotame temperatūros ir slėgio diapazone visos dujos „elgiasi“ lygiomis; dėl šios priežasties tam tikru mastu galioja prielaida, kad jie laikosi idealių dujų lygties. Taigi iš šios lygties galima nustatyti keletą dujų savybių, tarp jų ir specifinį tūrį.

Norint ją išvalyti, būtina išreikšti lygtį pagal tankio kintamuosius: masę ir tūrį. Molos yra n, o tai yra dujų masės dalijimo pagal molekulinę masę (m / M) rezultatas..

Jei lygtyje yra kintamasis m, jei jis padalintas iš tūrio, galima gauti tankį; iš čia pakanka išvalyti tankį ir tada „apversti“ abi lygtis. Tokiu būdu nustatomas konkretus tūris.

Apatinis paveikslėlis iliustruoja kiekvieną žingsnį, kad būtų pasiektas galutinis idealios dujų tūris.

Nuorodos

  1. Vikipedija. (2018). Konkretus tūris. Paimta iš: en.wikipedia.org
  2. Study.com. (2017 m. Rugpjūčio 21 d.). Kas yra specifinis tūris? - Apibrėžimas, formulė ir vienetai, paimti iš: study.com
  3. NASA (2015 m. Gegužės 5 d.). Specifinis tomas Paimta iš: grc.nasa.gov
  4. Michael J. Moran & Howard N. Shapiro. (2004). Techninės termodinamikos pagrindai. (2-asis leidimas). Redakcijos revertė, 13 psl.
  5. 1 tema: Termodinamikos sąvokos. [PDF] Paimta iš: 4.tecnun.es
  6. TLV. (2018). Pagrindinės Steam programos. Paimta iš: tlv.com