Как вычислить плотность газа

Закон идеального газа можно преобразовать, чтобы определить плотность газа, если известна молекулярная масса. Предлагаем методику расчета, а также советы о распространенных ошибках и о том, как их избежать.

ЗАДАЧА ПО ПЛОТНОСТИ ГАЗА

Какова плотность газа с молярной массой 100 г / моль при 0,5 атм и 27 ° С?

РЕШЕНИЕ:

Прежде чем вы начнете, помните, что ответ должен быть с учетом единиц измерения. Плотность определяется как масса на единицу объема, которая может быть выражена в граммах на литр или граммах на миллилитр.

Вам может потребоваться преобразование единиц. Следите за несоответствиями элементов, когда вы вставляете значения в уравнение.

Сначала начнем с закона идеального газа:

PV = nRT,  где

P = давление;

V = объем;

n = количество молей газа;

R = газовая постоянная = 0,0821 л*атм/моль*К;

T = абсолютная температура.

Применяем единицы газовой постоянной R очень аккуратно и осторожно. Это — то, что многие люди не учитывают и попадают в просак. Вы получите неправильный ответ, если вы примените температуру в градусах Цельсия или давление в Паскалях и т. д. Используйте атмосферы как единицы давления, литры для объема, и Кельвины для температуры.

Чтобы найти плотность, нам нужно найти массу газа и объем. Сначала определим величину. Здесь уравнение идеального уравнения газа преобразовано к виду решения для V:

V = nRT/P;

Во-вторых, определим массу. Количество вещества (моль) для начала. Количество молей — масса (м) газа, деленная на его молекулярную массу (ММ).

n = m/MM

Подставим это значение массы в уравнение объема вместо n.

V = mRT/MM*P

Плотность (ρ) — масса на объем. Разделим обе стороны на m.

V/m = RT/MM*P

Переписываем уравнение по другому:

m / V = MM*P/RT

или так:

ρ = MM*P/RT.

Итак, теперь, у нас есть закон идеального газа, переписанный в форме, которую мы можем использовать, учитывая имеющуюся информацию. Теперь пришло время подключить кое какие знания:

Не забудем использовать абсолютную температуру для T: 27 °C + 273 = 300 K;

ρ = (100 г/моль) (0,5 атм)/(0,0821 л*атм/моль*К) (300 К) ρ = 2,03 г/л.

ОТВЕТ:

Плотность газа составляет 2,03 г/л при 0,5 атм и 27 °С.

Как определить, если у вас есть настоящий газ.

Закон идеального газа записывается для идеальных газов. мы можем использовать значения для реальных газов, пока они действуют как идеальные газы. Чтобы использовать формулу для реального газа, она должна быть при низком давлении и низкой температуре. Повышение давления или температуры повышает кинетическую энергию газов и заставляет молекулы взаимодействовать. В то время как закон идеального газа может все же предлагать приближение в этих условиях, он становится менее точным, когда молекулы близки друг к другу и энергичны.