Як обчислити масу газу

Як обчислити масу газу

Досить часто постає питання: як можна обчислити масу будь-якого газу, що міститься в певному обсязі за певних умов (тиску, температурі)? Зробити ці обчислення нескладно, треба лише знати кілька правил.

Інструкція

1. Припустимо, перед вами поставлено завдання: треба визначити масу вуглекислого газу, що займає при нормальному тиску і кімнатній температурі обсяг в 0,18 м ^ 3. Насамперед згадайте універсальне правило, згідно з яким 1 моль будь-якого газу за нормальних умов займає обсяг, що дорівнює 22,4 літра. (Точніше - 22, 414 літри, але для спрощення розрахунків цю величину можна округлити).

2. Потім переведіть цей вам обсяг у літри. 0, 18м ^ 3 - це 180 літрів. Відповідно, в ньому міститься 180/22,4 = 8,036 молів вуглекислого газу.

3. А тепер залишається останній крок. Формула вуглекислого газу - СО2. Його молярна маса: 12 + 16 * 2 = 44 грама/моль. Тобто в одному молі вуглекислого газу міститься приблизно 44 грами цієї речовини. Скільки ж його в 8,036 молях? Зробіть множення: 44 * 8,036 = 353, 58 грама або округлено 353,6 грама. Завдання вирішене.

4. Якщо вам треба знайти масу того ж вуглекислого газу, але що знаходиться за умов вельми відрізняються від нормальних? Наприклад, якусь кількість цього газу помістили в герметичну посудину об 'ємом V, нагріли до температури Т, виміряли його тиск, який виявився рівним P. Питання: яка маса вуглекислого газу міститься в судині за таких умов?

5. І це завдання також дуже просте. Для її вирішення треба всього лише згадати про рівняння Менделєєва-Клапейрона, назване на честь двох видатних вчених. Воно було виведено ними для опису станів так званого "ідеального газу". Його формула така: PV = MRT/m. Або в злегка видозміненій формі: PVm = MRT, де З - тиск в паскалях, V - об 'єм в кубічних метрах, m - молярна маса газу, M - його фактична маса, T - температура в градусах Кельвіна, R - універсальна газова постійна, приблизно рівна 8,31.

6. Легко можна бачити, що фактична маса газу М обчислюється за формулою: М = PVm / RT. Підставивши в цю формулу всі відомі дані, і пам 'ятаючи, що молярна маса вуглекислого газу m дорівнює 44 грама/моль, ви легко отримаєте відповідь.

7. Звичайно ж, ні вуглекислий газ, ні якийсь інший не є ідеальним газом. Тому, рівняння Менделєєва-Клапейрона не цілком точно описує його стан. Але, якщо умови не дуже сильно відрізняються від нормальних, похибки обчислень малі, і ними можна знехтувати.