Spetsiifiline mahtvesi, õhk, aur, lämmastik ja ideaalne gaas



The konkreetne maht see on iga elemendi või materjali intensiivne omadus. See on matemaatiliselt määratletud kui teatud materjali koguse (kilogrammi või grammi) hõivatud ruumala suhe; teisisõnu, see on tiheduse vastastikune suhe.

Tihedus näitab, kui palju 1 ml ainet kaalub (vedel, tahke, gaasiline või homogeenne või heterogeenne segu), samas kui spetsiifiline maht viitab mahule, mis võtab selle 1 g (või 1 kg). Seega, kui teada aine tihedust, piisab, et arvutada vastastikune, et määrata selle spetsiifiline maht.

Mida tähendab sõna „spetsiifiline”? Kui mis tahes omadust peetakse spetsiifiliseks, tähendab see seda, et seda väljendatakse massi funktsioonina, mis võimaldab selle muundumist ulatuslikust omadusest (mis sõltub massist) intensiivseks omaduseks (pidev kõigis süsteemi punktides)..

Ühikud, milles konkreetset mahtu tavaliselt väljendatakse, on (m3/ Kg) või (cm3/ g). Kuigi see omadus ei sõltu massist, sõltub see muudest muutujatest, nagu näiteks aine temperatuur või rõhu vahejuhtumid. See põhjustab kõrgema temperatuuriga aine grammi rohkem mahust.

Indeks

  • 1 Vesi
  • 2 Õhust
  • 3 Aur
  • 4 lämmastikku
  • 5 Ideaalsest gaasist
  • 6 Viited

Vees

Esimeses pildis näete vedeliku pinnaga segunevat vett. Sest loomulikult on tegemist ainega, mille mass hõivab nagu iga teine. See makroskoopiline maht on selle molekulide mahu ja interaktsiooni tulemus.

Veemolekulil on keemiline valem H2Või umbes 18 g / mol molekulmassiga. Selle tihedus sõltub ka temperatuurist ja makroskaalil leitakse, et selle molekulide jaotus on võimalikult homogeenne.

Tiheduse ρ väärtuste juures temperatuuril T, piisab vedeliku koguse arvutamiseks piisavast järgmisest valemist:

v = (1 / ρ)

See arvutatakse vee tiheduse eksperimentaalsel määramisel püknomeetri abil ja seejärel matemaatilise arvutamise abil. Kuna iga aine molekulid erinevad üksteisest, siis saadakse ka saadud spetsiifiline maht.

Kui vee tihedus on laias vahemikus 0,997 kg / m3, selle erimaht on 1,003 m3/ kg.

Õhust

Õhk on homogeenne gaasiline segu, mis koosneb peamiselt lämmastikust (78%), millele järgneb hapnik (21%) ja lõpuks Maa atmosfääri muud gaasid. Selle tihedus on kogu selle molekulide segu makroskoopiline väljendus, mis ei toimi tõhusalt ja levib kõigis suundades.

Kuna eeldatakse, et aine on pidev, ei muuda selle paljundamine mahutis selle koostist. Jällegi saab mõõta tihedust kirjeldatud temperatuuri ja rõhu tingimustes, mis maht mahutab 1 g õhku.

Kuna spetsiifiline maht on 1 / ρ ja selle ρ on veest väiksem, siis selle konkreetne maht on suurem.

Selle asjaolu selgitus põhineb vee ja õhu vastastikmõjude molekulaarsel vastasmõjul; viimane, isegi niiskuse korral, ei kondenseeri, kui see ei allu väga külmale temperatuurile ja kõrgele rõhule.

Aur

Samadel tingimustel on grammi auru hõivatud koguses, mis on suurem kui grammi õhust? Gaasifaasis on õhk tihedam kui vesi, sest see on erinevalt veemolekulidest eespool mainitud gaaside segu.

Kuna spetsiifiline maht on tiheduse pöördväärtus, siis ühe grammi auru mahub rohkem (vähem tihedalt) kui üks gramm õhku.

Auru kui vedeliku füüsikalised omadused on paljudes tööstusprotsessides hädavajalikud: soojusvahetite sees, niiskuse suurendamiseks, puhas masin, muu hulgas rohkem.

Tööstuses suurte auru koguste käsitlemisel tuleb arvesse võtta mitmeid muutujaid, eriti vedelike mehaanika osas..

Lämmastikku

Nagu ülejäänud gaasid, sõltub nende tihedus märkimisväärselt rõhust (erinevalt tahkistest ja vedelikest) ja temperatuurist. Seega varieeruvad nende spetsiifilise mahu väärtused vastavalt nendele muutujatele. Siit tuleneb vajadus määrata selle spetsiifiline maht, et väljendada süsteemi intensiivsete omaduste poolest.

Ilma eksperimentaalsete väärtusteta on molekulaarse mõtlemise kaudu raske lämmastiku tihedust võrrelda teiste gaaside tihedusega. Lämmastiku molekul on lineaarne (N≡N) ja veemolekul on nurk.

"Rida" hõivab vähem kui a "bumerangSiis võib eeldada, et tiheduse (m / V) määratlusega on lämmastik tihedam kui vesi. Kasutades tihedust 1,2506 kg / m3, selle väärtuse mõõtmistingimuste spetsiifiline maht on 0,7996 m3/ Kg; see on lihtsalt vastastikune (1 / ρ).

Ideaalsest gaasist

Ideaalne gaas on selline, mis järgib võrrandit:

P = nRT / V

Võib täheldada, et võrrand ei arvesta ühtegi muutujat struktuuri või molekulmahtuna; samuti ei käsitleta seda, kuidas gaasimolekulid süsteemiga määratletud ruumis üksteisega suhtlevad.

Piiratud temperatuuri ja rõhu vahemikus käituvad kõik gaasid võrdselt; sel põhjusel on mõningal määral õige eeldada, et nad järgivad ideaalsete gaaside võrrandit. Seega saab sellest võrrandist määrata mitmeid gaaside omadusi, nende hulgas spetsiifilist mahtu.

Selle kõrvaldamiseks on vaja väljendada võrrandit tiheduse muutujate järgi: mass ja maht. Moole esindab n ja need on tingitud gaasi massi jagamisest selle molekulmassiga (m / M)..

Võrreldava massiga m, kui see jagatakse mahu järgi, saab tiheduse; siit piisab tiheduse tühjendamiseks ja seejärel "võrrandi" mõlema poole "klappimiseks". Sellega määratakse kindlaks konkreetne maht.

Alumine pilt illustreerib iga etappi, et saavutada ideaalse gaasi konkreetse mahu lõplik väljendus.

Viited

  1. Wikipedia. (2018). Spetsiifiline maht. Vastu võetud: en.wikipedia.org
  2. Study.com. (21. august 2017). Mis on spetsiifiline maht? - Mõiste, valem ja ühikud, mis on võetud: study.com
  3. NASA (05.05.2015). Spetsiifiline maht Võetud: grc.nasa.gov
  4. Michael J. Moran & Howard N. Shapiro. (2004). Tehnilise termodünaamika alused. (2. väljaanne). Redaktsiooni reverté, lk 13.
  5. Teema 1: Termodünaamika mõisted. [PDF] Võetud: 4.tecnun.es
  6. TLV. (2018). Steam'i peamised rakendused. Välja võetud: tlv.com