الكثافة هي الكتلة لكل وحدة حجم. إيجاد كثافة أ غاز هو نفسه العثور على كثافة من أ صلب أو سائل. عليك أن تعرف كتلة الغاز وحجمه. الجزء الصعب في الغازات هو أنك غالبًا ما تتعرض للضغوط ودرجات الحرارة دون ذكر الحجم. عليك معرفة ذلك من المعلومات الأخرى.
هذه مشكلة سبيل المثال سوف يوضح كيفية حساب كثافة الغاز عند إعطاء نوع الغاز والضغط ودرجة الحرارة.
سؤال: ما هي كثافة الأكسجين الغاز عند 5 ضغط جوي و 27 درجة مئوية؟
أولاً ، لنكتب ما نعرفه:
الغاز هو غاز الأكسجين أو O2.
الضغط 5 ضغط جوي
درجة الحرارة 27 درجة مئوية
لنبدأ بصيغة قانون الغاز المثالي.
PV = nRT
أين
P = الضغط
V = الحجم
ن = عدد مولات الغاز
R = ثابت الغاز (0.0821 لتر · atm / mol · K)
T = درجة الحرارة المطلقة
إذا حللنا معادلة الحجم ، نحصل على:
V = (nRT) / ص
نحن نعلم كل ما نحتاجه للعثور على الحجم الآن باستثناء عدد مولات الغاز. لتجد ذلك ، تذكر العلاقة بين عدد الشامات والكتلة.
ن = م / مم
أين
ن = عدد مولات الغاز
م = كتلة الغاز
MM = الكتلة الجزيئية للغاز
هذا مفيد لأننا كنا بحاجة إلى العثور على الكتلة ونعرف الكتلة الجزيئية لغاز الأكسجين. إذا استبدلنا n في المعادلة الأولى نحصل على:
V = (mRT) / (MMP)
اقسم كلا الجانبين على م:
V / م = (RT) / (MMP)
لكن الكثافة m / V ، اقلب المعادلة لتحصل على:
م / V = (MMP) / (RT) = كثافة من الغاز.
الآن نحن بحاجة إلى إدراج القيم التي نعرفها.
مم من غاز الأكسجين أو O2 16 + 16 = 32 جرام / مول
P = 5 ضغط جوي
T = 27 درجة مئوية ، لكننا بحاجة إلى درجة حرارة مطلقة.
تك = رج + 273
T = 27 + 273 = 300 كلفن
m / V = (32 جم / مول · 5 ضغط جوي) / (0.0821 لتر · ضغط جوي / مول · ك · 300 ك)
م / V = 160 / 24.63 جم / لتر
م / V = 6.5 جم / لتر
إجابة: كثافة غاز الأكسجين 6.5 جرام / لتر.