Tihedus on mass ruumalaühiku kohta. A tiheduse leidmine gaas on sama, mis leida tihedus a kindel või vedel. Peate teadma gaasi massi ja mahtu. Gaasidega keeruline on see, et teile antakse sageli rõhku ja temperatuuri, ilma et oleks mainitud mahtu. Peate selle muu teabe põhjal välja mõtlema.
See näiteprobleem näitab, kuidas arvutada gaasi tihedus, kui antakse gaasi tüüp, rõhk ja temperatuur.
Küsimus: Mis on tihedus hapnik gaasi temperatuuril 5 atm ja 27 ° C?
Esiteks kirjutame teada, mida me teame:
Gaas on hapnikgaas või O2.
Rõhk on 5 atm
Temperatuur on 27 ° C
Alustame ideaalse gaasi seaduse valemiga.
PV = nRT
kus
P = rõhk
V = maht
n = gaasi moolide arv
R = gaasi konstant (0,0821 L · atm / mol · K)
T = absoluutne temperatuur
Kui lahendame ruumala võrrandi, saame:
V = (nRT) / P
Me teame kõike, mida me nüüd mahu leidmiseks vajame, välja arvatud gaasi moolide arv. Selle leidmiseks pidage meeles moolide arvu ja massi suhet.
n = m / MM
kus
n = gaasi moolide arv
m = gaasi mass
MM = gaasi molekulmass
Sellest on abi, kuna meil oli vaja leida mass ja teada hapniku gaasi molekulmassi. Kui asendame n esimeses võrrandis, saame:
V = (mRT) / (MMP)
Jagage mõlemad pooled m-ga:
V / m = (RT) / (MMP)
Kuid tihedus on m / V, nii et libistage võrrand ümber, et saada:
m / V = (MMP) / (RT) = tihedus gaasi.
Nüüd peame sisestama meile teada olevad väärtused.
Gaasi hapniku või O mm2 on 16 + 16 = 32 grammi mooli kohta
P = 5 atm
T = 27 ° C, kuid meil on vaja absoluutset temperatuuri.
TK = TC + 273
T = 27 + 273 = 300 K
m / V = (32 g / mol · 5 atm) / (0,0821 L · atm / mol · K · 300 K)
m / V = 160 / 24,63 g / l
m / V = 6,5 g / l
Vastus: Hapniku gaasi tihedus on 6,5 g / l.