Совет 1: Как вычислить объем газа

Газ, как и вещества, находящиеся в других агрегатных состояниях, имеет ряд параметров, в число которых входит и объем. Объем газа находится на основании других его характеристик, которые приведены в условии задачи. Любой газ, независимо от вида и состава, имеет объем, который и требуется найти во многих задачах.
Как вычислить объем газа
Инструкция
1
Газ, независимо от его состава, имеет три основных параметра: массу, объем и плотность. В большинстве задач оперируют так называемым идеальным газом, поэтому опираться в них необходимо лишь на приведенные в условии значения массы, давления, температуры. Например, в условии задачи может быть указан газ азот N2 с температурой в 60 градусов, давлением в 30 кПа и массой в 0,05 г. Зная эти три параметра и состав газа, по уравнению Менделеева-Клапейрона можно найти его объем. Для этого необходимо переделать данное уравнение следующим образом:

pV=mRT/M.

Осуществив дальнейшее преобразование формулы, найдите объем азота:

V =mRT/pM.

При этом молярную массу M можно найти по таблице Д.И. Менделеева. У азота она равна 12 г/моль. Тогда:

V=0,05*12*8,31*333/30*12≈4,61.
2
Если известны объем при нормальных условиях, а объем при других условиях является искомым, примените законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV/T=pнVн/Tн.

В таком случае преобразуйте формулу следующим образом:

pV*Tн=pнVн*T.

Отсюда объем V равен:

V=pнVн*T/p*Tн.

Индекс н означает величину того или иного параметра при нормальных условиях.
3
Если рассматривать объем газа с точки зрения термодинамики, можно заметить, что на газы могут действовать силы, за счет которых меняется объем. При этом давление газа постоянно, что характерно для изобарных процессов. В ходе таких процессов объем изменяется с одной величины на другую. Их можно обозначить как V1 и V2. В условиях ряда задач описывается некоторый газ, находящийся под поршнем в сосуде. При расширении этого газа поршень передвигается на некоторое расстояние dl, в результате чего осуществляется работа:

A=pdV=p(V2 -V1).

Эта формула связывает изменение объема газа и работу. Как известно, если дан конечный объем V2, то можно найти начальный объем V1:

V1=pV2-A/p.
4
Наконец, наиболее просто найти объем газа, исходя из двух других физических параметров - массы и плотности. Если в условиях задан газ с некоторой плотностью и массой, то его объем следует вычислять по формуле:

V=m/ρ.

У каждого газа имеется определенная плотность, как и у любого твердого или жидкого вещества. Поэтому, находя объем газа, в первую очередь необходимо учитывать именно этот параметр.

Совет 2 : Как найти объем водорода

Водород – первый элемент таблицы Менделеева, бесцветный газ. В природе существует в виде трех изотопов, самый распространенный из них – протий. Широко применяется в разных областях промышленности, а также в качестве компонента ракетного топлива. Весьма перспективен и в качестве автомобильного топлива, поскольку продукты сгорания водорода не причиняют вреда окружающей среде. Часто возникает необходимость определить, какой объем водорода потребуется для реакции с тем или иным веществом. Как это можно сделать?
Как найти объем водорода
Инструкция
1
Перед вами стоит следующая задача: сколько литров водорода понадобится, чтобы провести гидрирование 20-и литров этилена? То есть, чтобы осуществить реакцию: С2Н4 + Н2 = С2Н6. Сделайте вывод: и этилен, и водород – газы. Исходя из уравнения реакции и закона Авогадро вы увидите, что объемы прореагировавших газов в данном случае пропорциональны их количествам. Следовательно, требуемый объем водорода такой же, как и объем этилена, и равен двадцати литрам.
2
Или: определите какой объем водорода выделится при взаимодействии 2,23 граммов натрия с избытком соляной кислоты? Вы видите, что кислота взята в избытке, значит, реакция прошла до конца, то есть было израсходовано все количество натрия, с образованием соли – хлорида натрия – и вытеснением водорода. Запишите уравнение реакции следующим образом: 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2
3
Исходя из коэффициентов, а также из того, что 2,23 грамма натрия составляют 0,1 моля этого вещества, сделайте вывод: выделилось 0,05 моля водорода. Поскольку, согласно закону Авогадро, при нормальных условиях один моль газа занимает 22,4 литра, получите ответ:22,4 * 0,05 = 1,12 литра
4
Найдите объем, занимаемый водородом, зная его массу. Тут вам на помощь придет универсальное уравнение Менделеева – Клапейрона, описывающее состояние идеального газа. Разумеется, водород не является идеальным газом, но при температурах и давлениях, не слишком отличающихся от нормальных, это уравнение используйте в расчетах. Запишите его следующим образом:PVm = MRT
5
Путем элементарного преобразования, вы получите нужную формулу: V = MRT/Pm, где M – известная нам масса водорода, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура в градусах Кельвина, Р – давление в паскалях, m – молярная масса водорода.
6
Подставляя в формулу известные вам величины, получите искомый результат.
Видео по теме
Совет полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500