Combien pèse l’air de la pièce ? Densité et volume spécifique d'air humide Exemples de résolution de problèmes.

Quelle est la densité de l'air à 150 degrés Celsius en kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3 . N'oubliez pas que c'est quantité physique, caractéristiques de l'air, comme sa densité en kg/m3 (masse d'une unité de volume de gaz atmosphérique, où une unité de volume est prise comme étant 1 m3, 1 mètre cube, 1 mètre cube, 1 centimètre cube, 1 cm3, 1 millilitre, 1 ml ou 1 livre), dépend de plusieurs paramètres. Parmi les paramètres décrivant les conditions de détermination de la densité de l'air (densité du gaz de l'air), je considère les suivants comme les plus importants et doivent être pris en compte :

1. Température gaz aérien.
2. Pressionà laquelle la densité du gaz de l'air a été mesurée.
3. Humidité le gaz de l'air ou le pourcentage d'eau qu'il contient.

Si vous êtes intéressé par le deuxième cas densité de l'air à T = 150 degrés C, alors je suis désolé, mais je n'ai aucune envie de copier des données tabulaires, un énorme ouvrage de référence spécial sur la densité de l'air à différentes pressions. Je ne peux pas encore me prononcer sur une quantité de travail aussi colossale et je n’en vois pas la nécessité. Voir l'ouvrage de référence. Les informations de profil étroit ou les données spéciales rares, les valeurs de densité, doivent être recherchées dans les sources primaires. Cela a plus de sens.

Il est plus réaliste, et probablement plus pratique de notre point de vue, d'indiquer Quelle est la densité de l'air à 150 degrés Celsius, pour une situation où la pression est donnée par une constante et Ce Pression atmosphérique (à conditions normales- la question la plus populaire). Au fait, vous souvenez-vous de la pression atmosphérique normale ? A quoi est-ce égal ? Je vous rappelle que la pression atmosphérique normale est considérée comme égale à 760 mmHg, soit 101325 Pa (101 kPa), ce sont en principe des conditions normales, ajustées en fonction de la température. Signification, quelle est la densité de l'air en kg/m3 à une température donnée air gaz tu verras, trouveras, reconnaîtras dans le tableau 1.

Cependant, il faut dire que les valeurs​​indiquées dans le tableau valeurs de densité de l'air à 150 degrés en kg/m3, g/cm3, g/ml, s'avérera vrai non pas pour n'importe quel gaz atmosphérique, mais uniquement pour le gaz sec. Dès que nous modifions les conditions initiales et modifions l'humidité du gaz de l'air, celui-ci aura immédiatement un effet différent. propriétés physiques. Et sa densité (poids de 1 cube d'air en kilogrammes) à température donnée en degrés C (Celsius) (kg/m3) différera également de la densité du gaz sec.

C'est la masse (poids) de 1 mètre cube d'un mélange d'air et de vapeur d'eau à une certaine température et humidité relative. Le volume spécifique est le volume d'air et de vapeur d'eau pour 1 kg d'air sec.

Teneur en humidité et en chaleur

Pour déterminer la consommation de chaleur pour l'humidité, vous devez connaître la valeur contenu calorifique de l'air humide. Cette valeur s'entend comme contenue dans un mélange d'air et de vapeur d'eau. Il est numériquement égal à la somme :

DÉFINITION

Air atmosphérique est un mélange de plusieurs gaz. L'air a une composition complexe. Ses principales composantes peuvent être divisées en trois groupes : constantes, variables et aléatoires. Les premiers comprennent l'oxygène (la teneur en oxygène de l'air est d'environ 21 % en volume), l'azote (environ 86 %) et les gaz dits inertes (environ 1 %).

Contenu Composants ne dépend pratiquement pas de l'endroit où globe un échantillon d'air sec a été prélevé. Le deuxième groupe comprend gaz carbonique(0,02 - 0,04%) et vapeur d'eau (jusqu'à 3%). La teneur en composants aléatoires dépend des conditions locales : à proximité des usines métallurgiques, des quantités notables de dioxyde de soufre sont souvent mélangées à l'air, dans les endroits où se décomposent les résidus organiques - ammoniac, etc. En plus de divers gaz, l'air contient toujours plus ou moins de poussières.

La densité de l'air est la quantité égal à la masse gaz présent dans l'atmosphère terrestre divisé par l'unité de volume. Cela dépend de la pression, de la température et de l'humidité. Il existe une valeur standard pour la densité de l'air - 1,225 kg/m 3, correspondant à la densité de l'air sec à une température de 15 o C et une pression de 101 330 Pa.

Connaissant par expérience la masse d'un litre d'air dans des conditions normales (1,293 g), nous pouvons calculer le poids moléculaire qu'aurait l'air s'il était un gaz individuel. Puisqu'une molécule-gramme de n'importe quel gaz occupe un volume de 22,4 litres dans des conditions normales, le poids moléculaire moyen de l'air est égal à

22,4 × 1,293 = 29.

Ce nombre - 29 - est à retenir : le connaissant, il est facile de calculer la densité de n'importe quel gaz par rapport à l'air.

Densité de l'air liquide

Lorsqu’il est suffisamment refroidi, l’air passe à l’état liquide. L'air liquide peut être stocké assez longtemps dans des récipients à double paroi, à partir de l'espace entre lequel l'air est pompé pour réduire le transfert de chaleur. Des récipients similaires sont utilisés, par exemple, dans les thermos.

S'évapore librement à conditions normales l'air liquide a une température d'environ (-190 o C). Sa composition n'est pas constante, puisque l'azote s'évapore plus facilement que l'oxygène. À mesure que l’azote est éliminé, la couleur de l’air liquide passe du bleuâtre au bleu pâle (la couleur de l’oxygène liquide).

Dans l'air liquide, l'alcool éthylique, l'éther diéthylique et de nombreux gaz se transforment facilement en solides. Si, par exemple, le dioxyde de carbone traverse l’air liquide, il se transforme en flocons blancs d’apparence similaire. apparenceà la neige. Le mercure immergé dans l'air liquide devient dur et malléable.

De nombreuses substances refroidies par l'air liquide modifient radicalement leurs propriétés. Ainsi, la croûte et l'étain deviennent si cassants qu'ils se transforment facilement en poudre, une cloche en plomb émet un son clair et une balle en caoutchouc gelée se brise si elle tombe sur le sol.

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

EXEMPLE 2

La densité de l'air est une grandeur physique qui caractérise la densité de l'air à conditions naturelles ou la masse de gaz dans l'atmosphère terrestre par unité de volume. La valeur de la densité de l'air est fonction de la hauteur des mesures effectuées, de son humidité et de sa température.

La norme de densité de l'air est considérée comme étant de 1,29 kg/m3, qui est calculée comme le rapport de sa masse molaire(29 g/mol) à un volume molaire identique pour tous les gaz (22,413996 dm3), correspondant à la densité de l'air sec à 0°C (273,15°K) et à une pression de 760 mm Hg (101325 Pa) à niveau de la mer (c'est-à-dire dans des conditions normales).

Il n'y a pas si longtemps, les informations sur la densité de l'air étaient obtenues indirectement grâce à l'observation de aurores polaires, propagation des ondes radio, météores. Depuis sa création satellites artificiels La densité de l'air terrestre a commencé à être calculée grâce aux données obtenues lors de leur freinage.

Une autre méthode consiste à observer la propagation des nuages ​​​​artificiels de vapeur de sodium créés par des fusées météorologiques. En Europe, la densité de l'air à la surface de la Terre est de 1,258 kg/m3, à une altitude de cinq km - 0,735, à une altitude de vingt km - 0,087, à une altitude de quarante km - 0,004 kg/m3.

Il existe deux types de densité de l'air : la masse et le poids (densité spécifique).

La densité de poids détermine le poids de 1 m3 d'air et est calculée par la formule γ = G/V, où γ est la densité de poids, kgf/m3 ; G est le poids de l'air, mesuré en kgf ; V est le volume d'air, mesuré en m3. Déterminé que 1 m3 d'air à conditions standards (pression barométrique 760 mmHg, t=15°C) pèse 1,225 kgf, sur cette base, la densité pondérale (densité spécifique) de 1 m3 d'air est γ = 1,225 kgf/m3.

Il faut tenir compte du fait que le poids de l'air est une quantité variable et varie en fonction de diverses conditions telles que latitude géographique et la force d'inertie qui se produit lorsque la Terre tourne autour de son axe. Aux pôles, le poids de l'air est 5 % plus élevé qu'à l'équateur.

La densité de la masse d'air est la masse de 1 m3 d'air, désignée par la lettre grecque ρ. Comme vous le savez, le poids corporel est une quantité constante. L'unité de masse est considérée comme la masse d'un poids en platine iridure, situé à la Chambre internationale des poids et mesures à Paris.

La densité de la masse d'air ρ est calculée à l'aide de la formule suivante : ρ = m / v. Ici m est la masse d'air, mesurée en kg×s2/m ; ρ est sa masse volumique, mesurée en kgf×s2/m4.

Les densités de masse et de poids de l'air dépendent de : ρ = γ / g, où g est le coefficient d'accélération chute libre, égal à 9,8 m/s². Il s’ensuit que la densité massique de l’air dans des conditions standard est de 0,1250 kg × s2/m4.

À mesure que la pression barométrique et la température changent, la densité de l'air change. Selon la loi de Boyle-Marriott, plus la pression est élevée, plus la densité de l'air est élevée. Cependant, à mesure que la pression diminue avec l'altitude, la densité de l'air diminue également, ce qui introduit ses propres ajustements, ce qui rend la loi des changements de pression verticale plus complexe.

L'équation qui exprime cette loi de changement de pression avec l'altitude dans une atmosphère au repos s'appelle équation de base de la statique.

Il indique qu'avec l'augmentation de l'altitude, la pression diminue et qu'en montant à la même hauteur, la diminution de la pression est plus grande, plus plus de pouvoir la gravité et la densité de l'air.

Les changements dans la densité de l’air jouent un rôle important dans cette équation. De ce fait, on peut dire que plus on monte haut, moins la pression chutera en montant à la même hauteur. La densité de l'air dépend de la température comme suit : dans l'air chaud, la pression diminue moins intensément que dans l'air froid, donc du même montant hauteur égale dans une ambiance chaleureuse masse d'air la pression est plus élevée qu’à froid.

Avec des valeurs changeantes de température et de pression, la densité massique de l'air est calculée par la formule : ρ = 0,0473xB / T. Ici B est la pression barométrique, mesurée en mm de mercure, T est la température de l'air, mesurée en Kelvin .

Comment choisir, selon quelles caractéristiques, paramètres ?

Qu'est-ce qu'un déshumidificateur industriel air comprimé? Lisez à ce sujet, les informations les plus intéressantes et pertinentes.

Quels sont les prix actuels de l’ozonothérapie ? Vous en apprendrez davantage dans cet article :
. Avis, indications et contre-indications de la thérapie à l'ozone.

La densité est également déterminée par l'humidité de l'air. La présence de pores d'eau entraîne une diminution de la densité de l'air, qui s'explique par la faible masse molaire de l'eau (18 g/mol) sur fond de masse molaire de l'air sec (29 g/mol). L'air humide peut être considéré comme un mélange de gaz parfaits, dans chacun desquels une combinaison de densités permet d'obtenir la valeur de densité requise pour leur mélange.

Ce type d'interprétation permet de déterminer des valeurs de densité avec un niveau d'erreur inférieur à 0,2 % dans la plage de température allant de −10 °C à 50 °C. La densité de l'air permet d'obtenir la valeur de son taux d'humidité, qui se calcule en divisant la densité de vapeur d'eau (en grammes) contenue dans l'air par la densité de l'air sec en kilogrammes.

L'équation de base de la statique ne nous permet pas de résoudre des problèmes pratiques qui se posent constamment dans les conditions réelles d'une atmosphère changeante. Par conséquent, il est résolu sous diverses hypothèses simplifiées qui correspondent aux conditions réelles réelles en faisant un certain nombre d’hypothèses partielles.

L'équation de base de la statique permet d'obtenir la valeur du gradient de pression vertical, qui exprime la variation de pression lors de la montée ou de la descente par unité de hauteur, c'est-à-dire la variation de pression par unité de distance verticale.

Au lieu d'un gradient vertical, ils utilisent souvent sa valeur inverse - le niveau de pression en mètres par millibar (il existe parfois une version obsolète du terme « gradient de pression » - gradient barométrique).

La faible densité de l’air détermine peu de résistance au mouvement. De nombreux animaux terrestres, au cours de leur évolution, ont profité des avantages environnementaux de cette propriété du milieu aérien, grâce à laquelle ils ont acquis la capacité de voler. 75 % de toutes les espèces d'animaux terrestres sont capables de voler activement. Ce sont principalement des insectes et des oiseaux, mais il existe également des mammifères et des reptiles.

Vidéo sur le thème « Détermination de la densité de l'air »

03.05.2017 14:04 1392

Combien pèse l’air ?

Même si nous ne pouvons pas voir certaines choses qui existent dans la nature, cela ne veut pas dire qu’elles n’existent pas. C’est pareil avec l’air : il est invisible, mais nous le respirons, nous le sentons, ce qui veut dire qu’il est là.

Tout ce qui existe a son propre poids. L'air en a-t-il ? Et si oui, combien pèse l’air ? Découvrons-le.

Lorsque nous pesons quelque chose (par exemple une pomme en la tenant par une branche), nous le faisons dans les airs. Par conséquent, nous ne prenons pas en compte l’air lui-même, puisque le poids de l’air dans l’air est nul.

Par exemple, si nous prenons une bouteille en verre vide et la pesons, nous considérerons le résultat obtenu comme le poids du flacon, sans penser au fait qu'il est rempli d'air. Cependant, si nous fermons hermétiquement la bouteille et en pompons tout l'air, nous obtiendrons un résultat complètement différent. C'est ça.

L'air est constitué d'une combinaison de plusieurs gaz : oxygène, azote et autres. Les gaz sont des substances très légères, mais ils ont quand même un poids, mais pas beaucoup.

Pour être sûr que l'air a du poids, demande à des adultes de t'aider à réaliser l'expérience simple suivante : prends un bâton d'environ 60 cm de long et attache une ficelle au milieu.

Ensuite, nous en attacherons 2 gonflés de la même taille aux deux extrémités de notre bâton. ballon. Accrochons maintenant notre structure par une corde attachée en son milieu. En conséquence, nous verrons qu’il pend horizontalement.

Si maintenant nous prenons une aiguille et perçons avec elle un des ballons gonflés, l'air en sortira et l'extrémité du bâton auquel il était attaché se soulèvera. Et si nous perçons la deuxième balle, alors les extrémités du bâton seront égales et il pendra à nouveau horizontalement.

Qu'est-ce que ça veut dire? Et le fait est que l'air dans un ballon gonflé est plus dense (c'est-à-dire plus lourd) que l'air qui l'entoure. Par conséquent, lorsque le ballon se dégonfle, il devient plus léger.

Le poids de l'air dépend de divers facteurs. Par exemple, l’air au-dessus d’un plan horizontal correspond à la pression atmosphérique.

L'air, comme tous les objets qui nous entourent, est soumis à la gravité. C'est ce qui donne à l'air son poids, qui est égal à 1 kilogramme par centimètre carré. Dans ce cas, la densité de l'air est d'environ 1,2 kg/m3, c'est-à-dire qu'un cube de 1 m de côté rempli d'air pèse 1,2 kg.

Une colonne d'air s'élevant verticalement au-dessus de la Terre s'étend sur plusieurs centaines de kilomètres. Cela signifie que directement homme debout, sur sa tête et ses épaules (dont la superficie est d'environ 250 centimètres carrés), une colonne d'air pesant environ 250 kg se presse !

Si un poids aussi énorme n’était pas opposé à la même pression à l’intérieur de notre corps, nous ne serions tout simplement pas capables de le supporter et il nous écraserait. Il y en a un autre expérience intéressante, ce qui vous aidera à comprendre tout ce que nous avons dit ci-dessus :

Prenez une feuille de papier et étirez-la avec les deux mains. Ensuite, nous demandons à quelqu'un (par exemple, une sœur cadette) d'appuyer dessus avec un doigt d'un côté. Ce qui s'est passé? Bien entendu, un trou est apparu dans le papier.

Maintenant, recommençons la même chose, mais maintenant vous devrez appuyer au même endroit avec deux index, mais de différents côtés. Voilà ! Le papier est resté intact ! Vous voulez savoir pourquoi ?

C’est juste que la pression sur la feuille de papier des deux côtés était la même. La même chose se produit avec la pression de la colonne d’air et la contre-pression à l’intérieur de notre corps : elles sont égales.

Ainsi, nous avons découvert que : l'air a du poids et appuie sur notre corps de tous les côtés. Cependant, cela ne peut pas nous écraser, puisque la contre-pression de notre corps est égale à la pression externe, c'est-à-dire atmosphérique.

Notre dernière expérience l’a clairement montré : si vous appuyez sur un côté d’une feuille de papier, elle se déchire. Mais si vous le faites des deux côtés, cela n’arrivera pas.