Cât cântărește aerul din cameră? Densitatea și volumul specific al aerului umed Determinarea greutății aerului în condiții date.

03.05.2017 14:04 1392

Cât cântărește aerul?

În ciuda faptului că nu putem vedea unele lucruri care există în natură, asta nu înseamnă că ele nu există. La fel este și cu aerul - este invizibil, dar îl respirăm, îl simțim, ceea ce înseamnă că este acolo.

Tot ceea ce există are propria sa greutate. Are aerul? Și dacă da, cât cântărește aerul? Să aflăm.

Când cântărim ceva (de exemplu, un măr ținându-l de o creangă), o facem în aer. Prin urmare, nu luăm în considerare aerul în sine, deoarece greutatea aerului în aer este zero.

De exemplu, dacă luăm o sticlă de sticlă goală și o cântărim, vom considera rezultatul obținut ca fiind greutatea balonului, fără să ne gândim la faptul că este umplut cu aer. Cu toate acestea, dacă închidem bine sticla și pompăm tot aerul din ea, vom obține un rezultat complet diferit. Asta este.

Aerul este format dintr-o combinație de mai multe gaze: oxigen, azot și altele. Gazele sunt substanțe foarte ușoare, dar totuși au greutate, deși nu mult.

Pentru a vă asigura că aerul are greutate, cereți adulților să vă ajute să efectuați următorul experiment simplu: Luați un băț de aproximativ 60 cm lungime și legați o sfoară în mijlocul acestuia.

În continuare, vom atașa 2 baloane umflate de aceeași dimensiune la ambele capete ale bastonului nostru. Acum să ne atârnăm structura de o frânghie legată de mijloc. Ca urmare, vom vedea că atârnă orizontal.

Dacă luăm acum un ac și străpungem unul dintre baloanele umflate cu el, aerul va ieși din el și capătul bățului de care a fost legat se va ridica. Și dacă străpungem a doua minge, atunci capetele bastonului vor fi uniforme și va atârna din nou orizontal.

Ce înseamnă? Și adevărul este că aerul dintr-un balon umflat este mai dens (adică mai greu) decât aerul din jurul lui. Prin urmare, când mingea s-a dezumflat, a devenit mai ușoară.

Greutatea aerului depinde de diverși factori. De exemplu, aerul deasupra unui plan orizontal este Presiunea atmosferică.

Aerul, ca toate obiectele care ne înconjoară, este supus gravitației. Acesta este cel care dă aerului greutatea sa, care este egală cu 1 kilogram pe centimetru pătrat. În acest caz, densitatea aerului este de aproximativ 1,2 kg/m3, adică un cub cu latura de 1 m umplut cu aer cântărește 1,2 kg.

O coloană de aer care se ridică vertical deasupra Pământului se întinde pe câteva sute de kilometri. Asta înseamnă că direct om în picioare, pe cap și umeri (a căror suprafață este de aproximativ 250 de centimetri pătrați), presă o coloană de aer cu o greutate de aproximativ 250 kg!

Dacă unei greutăți atât de uriașe nu i s-ar opune aceeași presiune din interiorul corpului nostru, pur și simplu nu am fi capabili să-i rezistăm și ne-ar zdrobi. Există o altă experiență interesantă care vă va ajuta să înțelegeți tot ce am spus mai sus:

Luați o foaie de hârtie și întindeți-o cu ambele mâini. Apoi cerem pe cineva (de exemplu, o soră mai mică) să apese pe el cu un deget pe o parte. Ce s-a întâmplat? Desigur, a apărut o gaură în hârtie.

Acum să facem din nou același lucru, doar că acum va trebui să apăsați pe același loc cu două degete arătător, dar cu laturi diferite. Voila! Hârtia a rămas intactă! Vrei să știi de ce?

Doar că presiunea pe foaia de hârtie pe ambele părți a fost aceeași. Același lucru se întâmplă și cu presiunea coloanei de aer și contrapresiunea din interiorul corpului nostru: sunt egale.

Astfel, am aflat că: aerul are greutate și ne apasă corpul din toate părțile. Cu toate acestea, nu ne poate zdrobi, deoarece contrapresiunea corpului nostru este egală cu cea externă, adică atmosferică.

Cel mai recent experiment a arătat clar acest lucru: dacă apăsați pe o parte a unei foi de hârtie, aceasta se va rupe. Dar dacă o faci din ambele părți, acest lucru nu se va întâmpla.

CARE ESTE DENSITATEA AERULUI LA 150 DE GRADE C (temperatura Celsius), cu ce este egala in diferite unitati kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3. referință TABELUL 1.

Care este densitatea aerului la 150 de grade Celsius în kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3 . Nu uita că asta este cantitate fizica, caracteristicile aerului, ca densitatea sa în kg/m3 (masa unei unități de volum de gaz atmosferic, unde o unitate de volum este considerată 1 m3, 1 metru cub, 1 metru cub, 1 centimetru cub, 1 cm3, 1 mililitru, 1 ml sau 1 liră), depinde de mai mulți parametri. Dintre parametrii care descriu condițiile de determinare a densității aerului (gravitatea specifică a gazului aerian), consider că următorii sunt cei mai importanți și trebuie să fie luati în considerare:

1. Temperatura gaz de aer.
2. Presiune la care s-a măsurat densitatea gazului aerian.
3. Umiditate gaz de aer sau procentul de apă din acesta.

Când oricare dintre aceste condiții se schimbă, valoarea densității aerului în kg/m3 (și, prin urmare, greutatea sa volumetrică, greutatea sa specifică, masa sa volumetrică) se va modifica în anumite limite. Chiar dacă ceilalți doi parametri rămân stabili (nu se modifica). Să explic mai detaliat, pentru cazul nostru, când vrem să aflăm care este densitatea aerului la 150 de grade Celsius(în grame sau kilograme). Deci, temperatura gazului aerului este specificată și selectată de dvs. în cerere. Deci, pentru a descrie corect cât de multă densitate este în kg/m3, g/cm3, g/ml, lb/m3, trebuie să indicăm fie a doua condiție - presiunea la care este măsurată. Sau întocmește un grafic (tabel) care să indice modificarea densității (gravitatea specifică kg/m3, masa volumetrică kg/m3, greutatea volumetrică kg/m3) a aerului în funcție de presiunea creată în timpul experimentului.

Daca te intereseaza al doilea caz densitatea aerului la T = 150 grade C, atunci îmi pare rău, dar nu vreau să copiez date tabelare, o carte specială uriașă de referință a densității aerului la diferite presiuni. Încă nu mă pot decide asupra unei cantități atât de colosale de muncă și nu văd nevoia. Vezi cartea de referință. Informațiile de profil îngust sau date speciale rare, valorile densității, trebuie căutate în sursele primare. Are mai mult sens.

Este mai realist, și probabil mai practic din punctul nostru de vedere, să indicați Care este densitatea aerului la 150 de grade Celsius, pentru o situație în care presiunea este dată de o constantă și aceasta este presiunea atmosferică(în condiții normale - cea mai populară întrebare). Apropo, vă amintiți cât de mult este presiunea atmosferică normală? Cu ce ​​este egal? Permiteți-mi să vă reamintesc că presiunea atmosferică normală este considerată a fi 760 mmHg, sau 101325 Pa (101 kPa), în principiu acestea sunt condiții normale, ajustate pentru temperatură. Sens, care este densitatea aerului în kg/m3 la o anumită temperatură gaz de aer veți vedea, găsi, recunoaște în tabelul 1.

Cu toate acestea, trebuie spus că valorile indicate în tabel valorile densității aerului la 150 de grade în kg/m3, g/cm3, g/ml, se va dovedi a fi adevărat nu pentru orice gaz atmosferic, ci numai pentru gazul uscat. De îndată ce schimbăm condițiile inițiale și schimbăm umiditatea gazului din aer, acesta va avea imediat diferit proprietăți fizice. Și densitatea sa (greutate a 1 cub de aer în kilograme) la temperatura dată în grade C (Celsius) (kg/m3) va diferi de asemenea de densitatea gazului uscat.

Tabelul de referință 1. Care este DENSITATEA AERULUI LA 150 DE grade Celsius (C). CÂT CÂNTĂRĂSTE 1 CUB DE GAZ ATMOSFERIC?(greutate de 1 m3 în kilograme, greutate de 1 metru cub în kg, greutate de 1 metru cub de gaz în g). DensitateȘi volum specific de aer umed sunt cantitati variabile in functie de temperatura si mediul aerului. Aceste valori trebuie cunoscute la selectarea ventilatoarelor pentru, la rezolvarea problemelor legate de deplasarea agentului de uscare prin canalele de aer, la determinarea puterii motoarelor electrice a ventilatoarelor.

Aceasta este masa (greutatea) a 1 metru cub dintr-un amestec de aer și vapori de apă la o anumită temperatură și umiditate relativă. Volumul specific este volumul de aer și vapori de apă per 1 kg de aer uscat.

Conținut de umiditate și căldură

Se numește masa în grame pe unitate de masă (1 kg) de aer uscat în volumul lor total conținutul de umiditate al aerului. Se obtine impartind densitatea vaporilor de apa continuti in aer, exprimata in grame, la densitatea aerului uscat in kilograme.

Pentru a determina consumul de căldură pentru umiditate, trebuie să cunoașteți valoarea conținutul de căldură al aerului umed. Această valoare este înțeleasă ca fiind conținută într-un amestec de aer și vapori de apă. Este numeric egal cu suma:

conținutul de căldură al părții uscate a aerului încălzit la temperatura procesului de uscare

conținutul de căldură al vaporilor de apă în aer la 0°C

conținutul de căldură al acestui abur încălzit la temperatura procesului de uscare

Conținutul de căldură al aerului umed exprimat în kilocalorii la 1 kg de aer uscat sau în jouli. Kilocalorie este o unitate tehnică de căldură consumată căldură 1 kg de apă la 1°C (la o temperatură de 14,5 până la 15,5°C). În sistemul SI

DEFINIȚIE

Aerul atmosferic este un amestec de multe gaze. Aerul are o compoziție complexă. Componentele sale principale pot fi împărțite în trei grupe: constantă, variabilă și aleatorie. Primele includ oxigenul (conținutul de oxigen din aer este de aproximativ 21% în volum), azotul (aproximativ 86%) și așa-numitele gaze inerte (aproximativ 1%).

Conţinut componente practic nu depinde de unde glob s-a luat o mostră de aer uscat. Al doilea grup include dioxid de carbon (0,02 - 0,04%) și vapori de apă (până la 3%). Conținutul de componente aleatoare depinde de condițiile locale: în apropierea uzinelor metalurgice, cantități vizibile de dioxid de sulf sunt adesea amestecate în aer, în locurile în care reziduurile organice se descompun - amoniac etc. Pe lângă diverse gaze, aerul conține întotdeauna mai mult sau mai puțin praf.

Densitatea aerului este o valoare egală cu masa de gaz din atmosfera Pământului împărțită la o unitate de volum. Depinde de presiune, temperatură și umiditate. Există o valoare standard pentru densitatea aerului - 1,225 kg/m3, corespunzătoare densității aerului uscat la o temperatură de 15 o C și o presiune de 101330 Pa.

Cunoscând din experiență masa unui litru de aer în condiții normale (1,293 g), putem calcula greutatea moleculară pe care ar avea aerul dacă ar fi un gaz individual. Deoarece o moleculă gram din orice gaz ocupă un volum de 22,4 litri în condiții normale, greutatea moleculară medie a aerului este egală cu

22,4 × 1,293 = 29.

Acest număr - 29 - trebuie reținut: știind-l, este ușor să calculați densitatea oricărui gaz în raport cu aerul.

Densitatea aerului lichid

Când este suficient de răcit, aerul se transformă într-o stare lichidă. Aerul lichid poate fi stocat destul de mult timp în vase cu pereți dubli, din spațiul dintre care aerul este pompat pentru a reduce transferul de căldură. Vase similare sunt folosite, de exemplu, în termosuri.

Aerul lichid care se evaporă liber în condiții normale are o temperatură de aproximativ (-190 o C). Compoziția sa nu este constantă, deoarece azotul se evaporă mai ușor decât oxigenul. Pe măsură ce azotul este îndepărtat, culoarea aerului lichid se schimbă de la albăstrui la albastru deschis (culoarea oxigenului lichid).

În aerul lichid, alcoolul etilic, dietileterul și multe gaze se transformă ușor în solide. Dacă, de exemplu, dioxidul de carbon este trecut prin aer lichid, acesta se transformă în fulgi albi asemănători ca aspect. aspect la zăpadă. Mercurul scufundat în aer lichid devine dur și maleabil.

Multe substanțe răcite de aer lichid își schimbă dramatic proprietățile. Astfel, crăpătura și staniul devin atât de fragile încât se transformă cu ușurință în pulbere, un clopoțel de plumb emite un sunet clar, iar o minge de cauciuc înghețată se sparge dacă este scăpată pe podea.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Determinați de câte ori mai greu decât aerul este hidrogenul sulfurat H 2 S.
Soluţie	Raportul dintre masa unui gaz dat și masa altui gaz luată în același volum, la aceeași temperatură și aceeași presiune se numește densitatea relativă a primului gaz față de al doilea. Această valoare arată de câte ori primul gaz este mai greu sau mai ușor decât al doilea gaz. Greutatea moleculară relativă a aerului este considerată 29 (ținând cont de conținutul de azot, oxigen și alte gaze din aer). Trebuie remarcat faptul că conceptul de „masă moleculară relativă a aerului” este utilizat condiționat, deoarece aerul este un amestec de gaze. D aer (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (aer); D aer (H2S) = 34/29 = 1,17. M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.
Răspuns	Hidrogenul sulfurat H 2 S este de 1,17 ori mai greu decât aerul.