Koliko je težak vazduh u prostoriji? Gustina i specifična zapremina vlažnog vazduha Primeri rešavanja problema.

KOLIKO JE GUSTOĆA VAZDUHA NA 150 STEPENI C (temperatura Celzijusa), čemu je jednaka u različitim jedinicama kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3. referenca TABELA 1.

Kolika je gustina vazduha na 150 stepeni Celzijusa u kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3 . Ne zaboravite da je ovo fizička količina, karakteristike vazduha, kao njegova gustina u kg/m3 (masa jedinične zapremine atmosferskog gasa, gde se za jedinicu zapremine uzima 1 m3, 1 kubni metar, 1 kubni metar, 1 kubni centimetar, 1 cm3, 1 mililitar, 1 ml ili 1 funta), zavisi od nekoliko parametara. Među parametrima koji opisuju uslove za određivanje gustine vazduha (specifične težine vazdušnog gasa) smatram da su najvažniji i moraju se uzeti u obzir sledeće:

Temperatura vazdušni gas.
Pritisak na kojoj je izmjerena gustina vazdušnog gasa.
Vlažnost vazdušni gas ili procenat vode u njemu.

Kada se bilo koji od ovih uslova promeni, vrednost gustine vazduha u kg/m3 (a samim tim i kolika je njegova zapreminska težina, kolika je specifična težina, koja zapreminska masa) vrijednost će varirati u određenim granicama. Čak i ako druga dva parametra ostanu stabilna (ne mijenjaju se). Dozvolite mi da objasnim detaljnije, za naš slučaj, kada želimo da saznamo kolika je gustina vazduha na 150 stepeni Celzijusa(u gramima ili kilogramima). Dakle, temperaturu gasa vazduha određujete i birate vi u zahtevu. Dakle, da bismo ispravno opisali kolika je gustina u kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3, moramo ili naznačiti drugi uslov - pritisak pri kojem se meri. Ili nacrtajte grafikon (tabelu) koji pokazuje promjenu gustine (specifične težine kg/m3, zapreminske mase kg/m3, zapreminske težine kg/m3) vazduha u zavisnosti od pritiska stvorenog tokom eksperimenta.

Ako ste zainteresovani za drugi slučaj gustina vazduha pri T = 150 stepeni C, onda mi je žao, ali nemam želju da kopiram tabelarne podatke, ogromnu posebnu referencu gustine vazduha pri različitim pritiscima. Još ne mogu da se odlučim za tako kolosalnu količinu posla i ne vidim potrebu za tim. Pogledajte priručnik. Informacije o uskom profilu ili rijetki posebni podaci, vrijednosti gustine, moraju se tražiti u primarnim izvorima. Ima više smisla.

Realnije je, a vjerovatno i praktičnije sa naše tačke gledišta, naznačiti Kolika je gustina vazduha na 150 stepeni Celzijusa, za situaciju u kojoj je pritisak zadan konstantom i Ovo atmosferski pritisak (u normalnim uslovima- najpopularnije pitanje). Usput, da li se sećate koliki je normalan atmosferski pritisak? Čemu je to jednako? Da podsjetim da se normalnim atmosferskim pritiskom smatra 760 mmHg, odnosno 101325 Pa (101 kPa), u principu su to normalni uslovi, prilagođeni temperaturi. što znači, kolika je gustina vazduha u kg/m3 na datoj temperaturi vazdušni gas ćete videti, pronaći, prepoznati u tabeli 1.

Međutim, mora se reći da su vrijednosti navedene u tabeli vrijednosti gustine vazduha na 150 stepeni u kg/m3, g/cm3, g/ml, ispostaviće se tačnim ne za bilo koji atmosferski gas, već samo za suvi gas. Čim promenimo početne uslove i promenimo vlažnost vazdušnog gasa, odmah će biti drugačije fizička svojstva. I njegova gustina (težina 1 kocke zraka u kilogramima) na datu temperaturu u stepenima C (celzijusa) (kg/m3) će se takođe razlikovati od gustine suvog gasa.

Referentna tabela 1. Kolika je GUSTOĆA ZRAKA NA 150 STEPENI CELZIJA (C). KOLIKO TEŽI 1 KOCKA ATMOSFERSKOG GASA?(težina 1 m3 u kilogramima, težina 1 kubni metar u kg, težina 1 kubni metar gasa u g). Gustina I specifičan volumen vlažan vazduh su varijabilne količine u zavisnosti od temperature i vazdušne sredine. Ove vrijednosti je potrebno znati pri odabiru ventilatora, pri rješavanju problema vezanih za kretanje sredstva za sušenje kroz zračne kanale, prilikom određivanja snage elektromotora ventilatora.

Ovo je masa (težina) 1 kubnog metra mješavine zraka i vodene pare na određenoj temperaturi i relativna vlažnost. Specifična zapremina je zapremina vazduha i vodene pare po 1 kg suvog vazduha.

Sadržaj vlage i toplote

Masa u gramima po jedinici mase (1 kg) suhog zraka u njihovoj ukupnoj zapremini naziva se sadržaj vlage u vazduhu. Dobiva se tako što se gustina vodene pare sadržane u vazduhu, izražena u gramima, podeli sa gustinom suvog vazduha u kilogramima.

Da biste odredili potrošnju topline za vlagu, morate znati vrijednost sadržaj toplote vlažnog vazduha. Ova vrijednost se podrazumijeva kao sadržana u mješavini zraka i vodene pare. Numerički je jednak zbiru:

toplotni sadržaj suvog dela vazduha zagrejanog na temperaturu procesa sušenja

toplotni sadržaj vodene pare u vazduhu na 0°C

toplotni sadržaj ove pare zagrijane na temperaturu procesa sušenja

Sadržaj toplote vlažnog vazduha izraženo u kilokalorijama po 1 kg suhog zraka ili u džulima. Kilokalorija je tehnička jedinica topline koja se troši na toplota 1 kg vode na 1°C (na temperaturi od 14,5 do 15,5°C). U SI sistemu

DEFINICIJA

Atmosferski vazduh je mješavina mnogih plinova. Vazduh ima složen sastav. Njegove glavne komponente mogu se podijeliti u tri grupe: konstantne, varijabilne i nasumične. Prvi uključuju kiseonik (sadržaj kiseonika u vazduhu je oko 21% zapremine), azot (oko 86%) i tzv. inertne gasove (oko 1%).

Sadržaj komponente praktično ne zavisi gde globus uzet je uzorak suvog vazduha. Druga grupa uključuje ugljični dioksid(0,02 - 0,04%) i vodene pare (do 3%). Sadržaj nasumičnih komponenti zavisi od lokalnih uslova: u blizini metalurških postrojenja, primetne količine sumpor-dioksida se često mešaju u vazduh, na mestima gde se razlažu organski ostaci - amonijak itd. Pored raznih gasova, vazduh uvek sadrži više ili manje prašine.

Gustina vazduha je količina jednaka masi gas u Zemljinoj atmosferi podeljen sa jedinicom zapremine. Zavisi od pritiska, temperature i vlažnosti. Postoji standardna vrednost za gustinu vazduha - 1,225 kg/m 3, što odgovara gustini suvog vazduha na temperaturi od 15 o C i pritisku od 101330 Pa.

Znajući iz iskustva masu litre vazduha u normalnim uslovima (1,293 g), možemo izračunati molekulsku težinu koju bi vazduh imao da je pojedinačni gas. Pošto gram molekula bilo kog gasa zauzima zapreminu od 22,4 litara u normalnim uslovima, prosečna molekulska težina vazduha je jednaka

22,4 × 1,293 = 29.

Ovaj broj - 29 - treba zapamtiti: znajući ga, lako je izračunati gustinu bilo kojeg plina u odnosu na zrak.

Gustina tečnog vazduha

Kada se dovoljno ohladi, vazduh prelazi u tečno stanje. Tečni vazduh se može dosta dugo čuvati u posudama sa dvostrukim zidovima, iz prostora između kojih se vazduh ispumpava da bi se smanjio prenos toplote. Slične posude se koriste, na primjer, u termozama.

Slobodno isparava na normalnim uslovima tečni vazduh ima temperaturu od oko (-190 o C). Njegov sastav nije konstantan, jer dušik lakše isparava od kisika. Kako se dušik uklanja, boja tekućeg zraka mijenja se od plavičaste do blijedoplave (boja tekućeg kisika).

U tečnom vazduhu, etil alkohol, dietil etar i mnogi gasovi lako se pretvaraju u čvrste materije. Ako se, na primjer, ugljični dioksid propušta kroz tekući zrak, pretvara se u bijele pahuljice slične po izgledu. izgled na sneg. Živa uronjena u tečni vazduh postaje tvrda i savitljiva.

Mnoge tvari hlađene tekućim zrakom dramatično mijenjaju svoja svojstva. Tako, žljeb i lim postaju toliko krhki da se lako pretvaraju u prah, olovno zvono daje jasan zvuk zvonjave, a smrznuta gumena lopta se rasprsne ako padne na pod.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Vježbajte

Odredite koliko puta je sumporovodik H 2 S teži od vazduha.

Rješenje

Odnos mase datog gasa i mase drugog gasa uzetog u istoj zapremini, na istoj temperaturi i istom pritisku naziva se relativna gustina prvog gasa prema drugom. Ova vrijednost pokazuje koliko je puta prvi plin teži ili lakši od drugog plina.

Uzima se relativna molekularna težina zraka 29 (uzimajući u obzir sadržaj dušika, kisika i drugih plinova u zraku). Treba napomenuti da koncept „relativne molekularne težine vazduh" se koristi uslovno, jer je vazduh mešavina gasova.

D vazduh (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (vazduh);

D vazduh (H 2 S) = 34 / 29 = 1,17.

M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.

Odgovori

Vodonik sulfid H 2 S je 1,17 puta teži od vazduha.

Gustoća zraka je fizička veličina koja karakterizira specifičnu težinu zraka pri prirodni uslovi ili masa gasa u Zemljinoj atmosferi po jedinici zapremine. Vrijednost gustine zraka je funkcija visine mjerenja, njegove vlažnosti i temperature.

Za standard gustine vazduha uzima se 1,29 kg/m3, što se računa kao omjer njegove molarna masa(29 g/mol) do molarne zapremine koja je ista za sve gasove (22,413996 dm3), što odgovara gustini suvog vazduha na 0°C (273,15°K) i pritisku od 760 mm Hg (101325 Pa) na nivo mora (odnosno pod normalnim uslovima).

Nedavno su informacije o gustini vazduha dobijene indirektno posmatranjem polarna svjetla, širenje radio talasa, meteori. Od svog osnivanja umjetni sateliti Gustoća vazduha na Zemlji počela je da se izračunava zahvaljujući podacima dobijenim njihovim kočenjem.

Druga metoda je promatranje širenja umjetnih oblaka natrijeve pare stvorenih vremenskim raketama. U Evropi je gustina vazduha na površini Zemlje 1,258 kg/m3, na visini od pet km - 0,735, na visini od dvadeset km - 0,087, na visini od četrdeset km - 0,004 kg/m3.

Postoje dvije vrste gustine zraka: masa i težina (specifična težina).

Gustina težine određuje težinu 1 m3 zraka i izračunava se po formuli γ = G/V, gdje je γ gustina težine, kgf/m3; G je težina zraka, mjerena u kgf; V je zapremina vazduha, merena u m3. Utvrđeno je da 1 m3 zraka na standardni uslovi (barometarski pritisak 760 mmHg, t=15°C) teži 1.225 kgf, na osnovu toga, gustina težine (specifična težina) 1 m3 vazduha jednaka je γ = 1,225 kgf/m3.

To treba uzeti u obzir težina vazduha je promenljiva veličina i varira u zavisnosti od raznih uslova kao npr geografska širina i sila inercije koja se javlja kada se Zemlja rotira oko svoje ose. Na polovima je težina zraka 5% veća nego na ekvatoru.

Gustoća vazdušne mase je masa 1 m3 vazduha, označena grčkim slovom ρ. Kao što znate, tjelesna težina je konstantna veličina. Jedinicom mase smatra se masa utega iridida platine, koji se nalazi u Međunarodnoj komori za tegove i mjere u Parizu.

Gustina vazdušne mase ρ se izračunava po sledećoj formuli: ρ = m / v. Ovdje je m masa zraka, mjerena u kg×s2/m; ρ je njegova masena gustina, mjerena u kgf×s2/m4.

Gustoća mase i težine zraka zavise od: ρ = γ / g, gdje je g koeficijent ubrzanja slobodan pad, jednako 9,8 m/s². Iz toga slijedi da je masena gustina zraka u standardnim uvjetima 0,1250 kg × s2/m4.

Kako se barometarski pritisak i temperatura mijenjaju, mijenja se i gustina zraka. Na osnovu Boyle-Marriottovog zakona, što je veći pritisak, veća je i gustina vazduha. Međutim, kako pritisak opada sa visinom, tako se smanjuje i gustina vazduha, što unosi svoja prilagođavanja, usled čega zakon vertikalnih promena pritiska postaje složeniji.

Jednačina koja izražava ovaj zakon promjene tlaka s visinom u atmosferi koja miruje naziva se osnovna jednačina statike.

Navodi da se sa povećanjem nadmorske visine pritisak menja naniže i kada se diže na istu visinu, pad pritiska je veći, što je više više snage gravitacije i gustine vazduha.

Promjene u gustini zraka igraju važnu ulogu u ovoj jednačini. Kao rezultat toga, možemo reći da što se više uzdignete, to će manji pritisak pasti kada se podignete na istu visinu. Gustoća vazduha zavisi od temperature na sledeći način: u toplom vazduhu pritisak opada manje intenzivno nego u hladnom, dakle za istu količinu jednake visine na toplom vazdušna masa pritisak je veći nego na hladnom.

Sa promjenjivim vrijednostima temperature i tlaka, gustina mase zraka se izračunava po formuli: ρ = 0,0473xB / T. Ovdje je B barometarski pritisak, mjeren u mm žive, T je temperatura zraka, mjerena u Kelvinima .

Kako odabrati, prema kojim karakteristikama, parametrima?

Šta je industrijski odvlaživač zraka komprimirani zrak? Pročitajte o tome, najzanimljivije i najrelevantnije informacije.

Koje su trenutne cijene ozonoterapije? O tome ćete saznati u ovom članku:
. Recenzije, indikacije i kontraindikacije za terapiju ozonom.

Gustina je također određena vlažnošću zraka. Prisustvo vodenih pora dovodi do smanjenja gustoće zraka, što se objašnjava niskom molarnom masom vode (18 g/mol) na pozadini molarne mase suhog zraka (29 g/mol). Vlažan vazduh se može smatrati mešavinom idealnih gasova, u svakom od kojih kombinacija gustina omogućava da se dobije potrebna vrednost gustine njihove mešavine.

Ova vrsta interpretacije omogućava određivanje vrijednosti gustoće sa nivoom greške manjim od 0,2% u temperaturnom rasponu od -10 °C do 50 °C. Gustoća zraka vam omogućava da dobijete vrijednost njegovog sadržaja vlage, koji se izračunava dijeljenjem gustine vodene pare (u gramima) sadržane u zraku s gustinom suhog zraka u kilogramima.

Osnovna jednadžba statike ne dozvoljava nam da rješavamo stalno nastajuće praktične probleme u realnim uvjetima promjenjive atmosfere. Stoga se rješava pod različitim pojednostavljenim pretpostavkama koje odgovaraju stvarnim realnim uvjetima postavljanjem niza parcijalnih pretpostavki.

Osnovna jednadžba statike omogućava da se dobije vrijednost vertikalnog gradijenta pritiska, koji izražava promjenu tlaka pri usponu ili spuštanju po jedinici visine, odnosno promjenu tlaka po jedinici vertikalne udaljenosti.

Umjesto vertikalnog gradijenta, često koriste njegovu inverznu vrijednost - nivo tlaka u metrima po milibaru (ponekad postoji i zastarjela verzija izraza "gradijent tlaka" - barometarski gradijent).

Mala gustina vazduha određuje nizak otpor kretanju. Mnoge kopnene životinje su u toku evolucije iskoristile ekološke prednosti ovog svojstva vazdušnog okruženja, zbog čega su stekle sposobnost letenja. 75% svih vrsta kopnenih životinja sposobno je za aktivan let. Uglavnom su to insekti i ptice, ali ima i sisara i gmizavaca.

Video na temu "Određivanje gustine vazduha"

03.05.2017 14:04 1392

Koliko je težak vazduh?

Uprkos činjenici da neke stvari koje postoje u prirodi ne možemo vidjeti, to ne znači da one ne postoje. Isto je i sa vazduhom - nevidljiv je, ali ga udišemo, osećamo, što znači da je tu.

Sve što postoji ima svoju težinu. Ima li ga zrak? I ako jeste, koliko je težak vazduh? Hajde da saznamo.

Kada nešto vagamo (na primjer, jabuku držeći je za granu), to radimo u zraku. Zbog toga ne uzimamo u obzir sam vazduh, jer je težina vazduha u vazduhu nula.

Na primjer, ako uzmemo praznu staklenu bocu i izvažemo je, smatrat ćemo dobiveni rezultat težinom tikvice, ne razmišljajući o činjenici da je ispunjena zrakom. Međutim, ako dobro zatvorimo bocu i ispumpamo sav zrak iz nje, dobit ćemo potpuno drugačiji rezultat. To je to.

Vazduh se sastoji od kombinacije nekoliko gasova: kiseonika, azota i drugih. Gasovi su vrlo lagane tvari, ali i dalje imaju težinu, iako ne veliku.

Da biste se uvjerili da zrak ima težinu, zamolite odrasle da vam pomognu u izvođenju sljedećeg jednostavnog eksperimenta: Uzmite štap dužine oko 60 cm i zavežite kanap u sredinu.

Zatim ćemo pričvrstiti 2 naduvana iste veličine na oba kraja našeg štapa. balon. Sada objesimo našu strukturu za konop koji je vezan za njenu sredinu. Kao rezultat toga, vidjet ćemo da visi vodoravno.

Ako sada uzmemo iglu i njome probodemo jedan od naduvanih balona, iz nje će izaći zrak, a kraj štapa za koji je bio vezan podići će se gore. A ako probušimo drugu kuglicu, onda će krajevi štapa biti ravni i opet će visjeti vodoravno.

šta to znači? A činjenica je da je vazduh u naduvanom balonu gušći (odnosno teži) od vazduha oko njega. Stoga, kada se lopta ispuhala, postala je lakša.

Težina vazduha zavisi od različitih faktora. Na primjer, zrak iznad horizontalne ravni je atmosferski tlak.

Vazduh je, kao i svi objekti koji nas okružuju, podložan gravitaciji. To je ono što zraku daje njegovu težinu, koja je jednaka 1 kilogramu po kvadratnom centimetru. U ovom slučaju gustina vazduha je oko 1,2 kg/m3, odnosno kocka sa stranom od 1 m ispunjena vazduhom teži 1,2 kg.

Stub zraka koji se vertikalno uzdiže iznad Zemlje proteže se nekoliko stotina kilometara. To znači da direktno stojeći čovek, na njegovu glavu i ramena (čija je površina cca 250 kvadratnih centimetara), pritišće stup zraka od oko 250 kg!

Da se takvoj velikoj težini ne suprotstavi isti pritisak unutar našeg tijela, jednostavno ga ne bismo mogli izdržati i zgnječio bi nas. Postoji još jedan zanimljivo iskustvo, što će vam pomoći da shvatite sve što smo rekli gore:

Uzmite list papira i istegnite ga objema rukama. Zatim zamolimo nekoga (na primjer, mlađu sestru) da pritisne prstom na jednoj strani. sta se desilo? Naravno, pojavila se rupa na papiru.

Sada ponovimo istu stvar, samo što ćete sada morati pritisnuti na isto mjesto sa dva kažiprsta, ali sa različitih strana. Voila! Papir je ostao netaknut! Želite li znati zašto?

Samo što je pritisak na list papira sa obe strane bio isti. Ista stvar se dešava sa pritiskom vazdušnog stuba i protivpritiskom unutar našeg tela: oni su jednaki.

Tako smo saznali da: vazduh ima težinu i pritiska na naše telo sa svih strana. Međutim, ne može nas slomiti, jer je protivpritisak našeg tijela jednak vanjskom, odnosno atmosferskom.

Naš najnoviji eksperiment je to jasno pokazao: ako pritisnete jednu stranu lista papira, on će se pokidati. Ali ako to učinite na obje strane, to se neće dogoditi.