Сколько литров в 1 кубе газа(м³): перевод и таблица соотношений
Количество литров, содержащихся в кубометре газа – не такой простой вопрос, как может показаться на первый взгляд, учитывая особенности использования газового топлива. Рассмотрим способы перевода объёма газов, используемых в качестве топлива, учитывая их характеристики.
Содержание статьи
- Физический смысл перевода
- Использование сжиженного газа
- Пример расчёта
Физический смысл перевода
В физическом смысле всё достаточно просто. Перевод выполняется одинаковым способом для любых газов, жидкостей или сыпучих материалов следующим образом:
- в 1 кубометре содержится 1000 литров,
- 1 литр равняется 0,001 куба,
- в таблице показано кол-во содержащее в 1 кубе(1 куб = 1000 кубическим дециметрам и тд.).
К примеру, 15 использованных по счётчику кубометров природного газа равняются 15000 литрам. При переводе указанных величин не имеют значение температурные показатели топлива, количество примесей и другие факторы.
Использование сжиженного газа
Несколько сложнее со сжиженным газом. Он широко применяется:
- в современном промышленном производстве;
- в тепловой и электроэнергетике;
- как резервный запас в период наиболее интенсивного потребления населением;
- в качестве замены традиционным бензину или дизельному топливу для автомобильного транспорта;
- в бытовых целях.
В домашнем хозяйстве сжиженный газ в баллонах выгодно использовать для эксплуатации газопотребляющих приборов бытового назначения при условии отсутствия подвода централизованной магистрали.
Для сжижения используются разнообразные смеси пропана с бутаном. Применение метана экономически невыгодно, поскольку при комнатной температуре давление в системе возрастает настолько, что для обеспечения безопасности требуется создание ёмкостей с большой толщиной стенки и применения материалов повышенной прочности.
Изменение объёма газа при переходе из жидкой фазы в газообразную определяется следующими факторами:
- химическим составом;
- давлением;
- температурой;
- плотностью и удельной массой.
Чтобы рассчитать количество литров сжиженного газа в кубометры топлива, перешедшие в газообразное состояние, необходимо использовать указанные характеристики. Но поскольку затруднительно достоверно установить точный состав смеси в баллоне, необходимо руководствоваться приблизительным соотношением, согласно которому при стандартной температуре в 20 градусов из 1-го литра сжиженного получится 200 – обычного газа. Поэтому применяется формула:
Окуб = Ол/5
где:
- Окуб – объём в кубических метрах;
- Ол – объём в литрах.
При расчёте необходимо дополнительно учитывать, что в целях безопасности газовые баллоны заполняются не более 85 процентов общего объёма.
Пример расчёта
Необходимо определить, сколько кубометров газа содержит один баллон со смесью пропан-бутана ёмкостью 50 л, если пропустить его содержимое через газовый счётчик:
- масса закачиваемой в него газовой смеси – около 21 килограмм;
- объём в м³ равняется 50/5 = 10;
- после корректировки по заполняемости баллона получим 10×0,85 = 8,5 м³.
Указанный показатель может изменяться, в зависимости от температуры окружающей среды, поскольку при её понижении давление внутри ёмкости снижается, с соответствующим уменьшением объёма топлива.
Но использование литров газа в кубометры имеет значение только в качестве примерного расчёта. При закупке такого вида топлива важны килограммы газовой смеси и давление внутри ёмкости, а при использовании индивидуальных приборов учёта применяется стандартная единица измерения- кубические метры, порядок перевода которой не зависит от состава газа и определяется простым арифметическим вычислением в соотношении 1 к 1000.
Сколько литров в 1 кубическом метре(1 м³) газа: перевод и таблица
Определение количества литров, вмещающихся в кубометре газа, намного более сложный процесс, чем может показаться с первого взгляда. Методика преобразования зависит от состава газовой смеси. Рассмотрим основные принципы преобразования единиц измерения различных газов, применяемых для топлива, в зависимости от параметров газовых смесей.
Содержание
- Основы физического смысла преобразования
- Особенности преобразования сжиженных газов
Основы физического смысла преобразования
Физический смысл преобразования не составляет большой проблемы. В этом случае способ преобразования для любого газа аналогичен с жидкостями и сыпучими материалами. Расчёт производится по следующей методике:
1 м³ = 1 000 литров
Соответственно в 1 литре содержится 0,001 кубометра. Если счётчик показывает, что в течение дня израсходован природный газ в количестве 0,3 м³, то в литрах данная величина составит 0,3 х 1000 = 300.
Особенности преобразования сжиженных газов
В современной промышленности сжиженные газы применяются в следующих сферах:
- на промышленных предприятиях;
- при производстве тепла и электроэнергии;
- в качестве резервных запасов в холодное время года при потреблении населением;
- как альтернативное топливо для транспортных средств;
- в быту.
В домашних условиях баллоны со сжиженным газом используют, если к дому не подведена централизованная магистраль. В данной ситуации не учитывается температура подаваемого топлива, а только определяется объём. В отдельных случаях в некоторых регионах могут применяться температурные поправки при расчёте объёма, если счётчик не снабжён соответствующим устройством для компенсации показаний.
Смесь приготавливается из сжижения бутана с пропаном в различных соотношениях. Метан использовать нецелесообразно с экономической точки зрения. Указанная смесь при повышении температуры окружающей среды до комнатных показателей расширяется с такой интенсивностью, что для изготовления баллонов требуется выполнять толстые стенки или применять дорогие материалы высокой прочности.
Пропорциональность перехода объёма газовой смеси при её испарении из жидкого состояния зависит от следующих показателей:
- химических элементов, входящих в состав;
- температурных характеристик и уровня давления;
- молярной массы и степени плотности.
Точное пропорциональное соотношение смеси в баллоне определить не представляется возможным, поэтому учитывают примерную величину. Предполагается, что при 20-градусной температуре в комнате, считаемой стандартной, при испарении одного литра топлива в сжиженной консистенции выйдет около 200 газообразного.
Расчёт выполняется по следующей формуле:
Vкуб = Vл/5,
В которой:
- Vкуб – показатель объёма в кубометрах;
- Vл – указанная величина в литрах.
При выполнении расчёта следует уточнять полученное значение, исходя из того, что по правилам безопасности ёмкости с газом не заполняются на 15 процентов общего объёма.
Если рассчитать количество кубов в заправленном баллоне пропан-бутана, вмещающем 50 л, при подключении газового счётчика, получим следующее значение:
- в баллон закачивается 21 кг газа;
- количество кубических метров газового топлива равно 50/5 = 10;
- после корректировки по причине неполного заполнения баллона, получим значение 10 х 0,85 = 8,5 кубов.
Виды газов и их масса
Полученное значение зависит от температуры окружающего воздуха, поскольку этот показатель влияет на уровень давления внутри ёмкости.
Приведённый расчёт позволяет получить ответ только приблизительно. Но решающее значение в определении показателей использования сжиженного газообразного топлива имеет молярная масса газа и его теплотворная способность. При этом газ рассчитывается в килограммах.
Кубометры учитываются только при поставке газообразного топлива централизованным способом, при определении израсходованного объёма индивидуальным прибором учёта. В данном случае преобразование из кубометров в литры производится стандартным способом, умножением на 1000.
Nissan Cube Размер бензобака
Обзор
Модель Nissan Cube имеет размер бензобака из 13,2 галлона .
Например, Nissan Cube Cube Wagon 4D S 4 Cyl. отделка имеет
Бензобак на 13,2 галлона, в то время как Nissan Cube Cube Wagon 4D SL 4 Cyl.
отделка имеет бензобак на 13,2 галлона.
Большой бензобак может сократить время пребывания на заправочной станции, но вам также необходимо знать, насколько бензобак тебя достанет.
Запас топлива в баке зависит от расхода топлива вашего автомобиля и от того, едете ли вы по городу или по трассе. шоссе.
Ниже указаны объем бензобака, расход топлива и диапазон вашего конкретного модельного года и комплектации.
Прокрутите вниз для получения подробной информации о вашем конкретном Nissan Cube. модельный год .
Проверьте размер бензобака для других марок и моделей здесь.
Бензобак Сравнение размеров:
- Nissan Cube: 13,2 галлона.
- 2020 Toyota Corolla XLE CVT (среднеразмерный седан): 13,2 галлона (50 литров).
- Jeep Cherokee Limited 4×4 (внедорожник) 2020 года выпуска: 15,8 галлона (59,8 литра).
- 2020 Ford F-150 Platinum 4WD SuperCrew 5,5 ‘Коробка: 26 галлонов (98,4 литра).
Compare Gas Tank Sizes
NissanAcuraAlfa RomeoAston MartinAudiBentleyBMWBuickCadillacChevroletChryslerDaewooDodgeFerrariFIATFiskerFordGenesisGMCHondaHummerHyundaiINFINITIIsuzuJaguarJeepKiaLamborghiniLand RoverLexusLincolnLotusMaseratiMaybachMazdaMcLarenMercedes-BenzMercuryMINIMitsubishiNissanOldsmobilePontiacPorscheRolls-RoyceSaabSaturnScionsmartSubaruSuzukiToyotaVolkswagenVolvo
Куб201420132012201120102009
Против.
NissanAcuraAlfa RomeoAston MartinAudiBentleyBMWBuickCadillacChevroletChryslerDaewooDodgeFerrariFIATFiskerFordGenesisGMCHondaHummerHyundaiINFINITIIsuzuJaguarJeepKiaLamborghiniLand RoverLexusLincolnLotusMaseratiMaybachMazdaMcLarenMercedes-BenzMercuryMINIMitsubishiNissanOldsmobilePontiacPorscheRolls-RoyceSaabSaturnScionsmartSubaruSuzukiToyotaVolkswagenVolvo
Cube2013201420132012201120102009
Ниссан Куб Газ
Пробег ? Нажмите, чтобы увидеть наш подробный анализ расхода бензина для всех лет, комплектаций и
модели Ниссан Куб.
2014 Размер бензобака Nissan Cube
Модель 2014 Nissan Cube имеет размер бензобака 13,2 галлона . См. данные, приведенные в таблице ниже.
| Размер бензобака (британские) | 13,2 галлона | Размер бензобака (метрическая система) | 50,0 литров |
|---|
На полном баке топлива Nissan Cube 2014 года имеет максимум пробег по городу от 330 и 356 миль в зависимости от уровня отделки салона.
На полном баке топлива Nissan Cube 2014 года имеет максимум запас хода по шоссе между 396 и 409 миль в зависимости от уровня отделки салона.
| Комплект отделки | Двигатель | Размер бензобака (британские) | Размер бензобака (метрическая система) | Запас хода с полным баком — городское вождение | Запас хода с полным баком — вождение по шоссе | Расход бензина — городское вождение | Расход бензина — вождение по шоссе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cube Wagon 4D S 4 цил. | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Cube Wagon 4D SL 4 цил. | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 356 миль | 409 миль | 27 миль на галлон | 31 миль на галлон |
2013 Размер бензобака Nissan Cube
Модель 2013 Nissan Cube имеет размер бензобака 13,2 галлона . См. данные, приведенные в таблице ниже.
| Размер бензобака (британские) | 13,2 галлона | Размер бензобака (метрическая система) | 50,0 литров |
|---|
На полном баке топлива Nissan Cube 2013 года имеет максимум пробег по городу от 330
и 356 миль в зависимости от уровня отделки салона.
На полном баке топлива Nissan Cube 2013 года имеет максимум запас хода по шоссе между 396 и 409 миль в зависимости от уровня отделки салона.
| Комплект отделки | Двигатель | Размер бензобака (британские) | Размер бензобака (метрическая система) | Запас хода с полным баком — городское вождение | Запас хода с полным баком — вождение по шоссе | Расход бензина — городское вождение | Расход бензина — вождение по шоссе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cube Wagon 4D S 4 цил. | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Cube Wagon 4D SL 4 цил. | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 356 миль | 409 миль | 27 миль на галлон | 31 миль на галлон |
2012 Размер бензобака Nissan Cube
Модель 2012 Nissan Cube имеет размер бензобака 13,2 галлона .
См. данные, приведенные в таблице ниже.
| Размер бензобака (британские) | 13,2 галлона | Размер бензобака (метрическая система) | 50,0 литров |
|---|
На полном баке топлива Nissan Cube 2012 года имеет максимум пробег по городу от 330 и 356 миль в зависимости от уровня отделки салона.
На полном баке топлива Nissan Cube 2012 года имеет максимум запас хода по шоссе между 396 и 409 миль в зависимости от уровня отделки салона.
| Комплект отделки | Двигатель | Размер бензобака (британские) | Размер бензобака (метрическая система) | Запас хода с полным баком — городское вождение | Запас хода с полным баком — вождение по шоссе | Расход бензина — городское вождение | Расход бензина — вождение по шоссе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Куб 4 цил. Вагон 4Д | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Грузовой | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D S | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D SL | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 356 миль | 409 миль | 27 миль на галлон | 31 миль на галлон |
2011 Размер бензобака Nissan Cube
Модель 2011 Nissan Cube имеет размер бензобака 13,2 галлона .
См. данные, приведенные в таблице ниже.
| Размер бензобака (британские) | 13,2 галлона | Размер бензобака (метрическая система) | 50,0 литров |
|---|
На полном баке топлива Nissan Cube 2011 года выпуска имеет максимум пробег по городу от 330 и 356 миль в зависимости от уровня отделки салона.
На полном баке топлива Nissan Cube 2011 года имеет максимум запас хода по шоссе между 396 и 409 миль в зависимости от уровня отделки салона.
| Комплект отделки | Двигатель | Размер бензобака (британские) | Размер бензобака (метрическая система) | Запас хода с полным баком — городское вождение | Запас хода с полным баком — вождение по шоссе | Расход бензина — городское вождение | Расход бензина — вождение по шоссе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Куб 4 цил. Вагон 4Д | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Грузовой | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Кром | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 356 миль | 409 миль | 27 миль на галлон | 31 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D S | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 330 миль | 396 миль | 25 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D SL | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 356 миль | 409 миль | 27 миль на галлон | 31 миль на галлон |
Бензобак Nissan Cube 2010 года, размер
Nissan Cube 2010 года имеет бензобак размером 13,2 галлона .
См. данные, приведенные в таблице ниже.
| Размер бензобака (британские) | 13,2 галлона | Размер бензобака (метрическая система) | 50,0 литров |
|---|
На полном баке топлива Nissan Cube 2010 года имеет максимум пробег по городу от 316 и 369 миль в зависимости от уровня отделки салона.
На полном баке топлива Nissan Cube 2010 года имеет максимум Запас хода по шоссе между 382 и 396 миль в зависимости от уровня отделки салона.
| Комплект отделки | Двигатель | Размер бензобака (британские) | Размер бензобака (метрическая система) | Запас хода с полным баком — городское вождение | Запас хода с полным баком — вождение по шоссе | Расход бензина — городское вождение | Расход бензина — вождение по шоссе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Куб 4 цил. Вагон 4Д | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 316 миль | 382 мили | 24 мили на галлон | 29 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Грузовой | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 316 миль | 382 мили | 24 мили на галлон | 29 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Кром | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 369 миль | 396 миль | 28 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D S | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 316 миль | 382 мили | 24 мили на галлон | 29 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D SL | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 369 миль | 396 миль | 28 миль на галлон | 30 миль на галлон |
2009 Размер бензобака Nissan Cube
Модель 2009 Nissan Cube имеет размер бензобака 13,2 галлона .
См. данные, приведенные в таблице ниже.
| Размер бензобака (британские) | 13,2 галлона | Размер бензобака (метрическая система) | 50,0 литров |
|---|
На полном топливном баке Nissan Cube 2009 года имеет максимум пробег по городу от 316 и 369 миль в зависимости от уровня отделки салона.
На полном баке топлива Nissan Cube 2009 года имеет максимум Запас хода по шоссе между 382 и 396 миль в зависимости от уровня отделки салона.
| Комплект отделки | Двигатель | Размер бензобака (британские) | Размер бензобака (метрическая система) | Запас хода с полным баком — городское вождение | Запас хода с полным баком — вождение по шоссе | Расход бензина — городское вождение | Расход бензина — вождение по шоссе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Куб 4 цил. Вагон 4Д | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 316 миль | 382 мили | 24 мили на галлон | 29 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Грузовой | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 316 миль | 382 мили | 24 мили на галлон | 29 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Вагон 4Д Кром | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 369 миль | 396 миль | 28 миль на галлон | 30 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4Д С | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 316 миль | 382 мили | 24 мили на галлон | 29 миль на галлон |
| Куб 4 цил. Универсал 4D SL | 1,8 л | 13,2 галлона | 50,0 литров | 369 миль | 396 миль | 28 миль на галлон | 30 миль на галлон |
Другие характеристики Nissan Cube
Размер аккумулятора
Багажное отделение
Цвета
Скорость амортизации
Пробег газа
Заземляющий просмотр
HEASRROOD
Мощность и крутящий момент
СОЕДИНЕНИЯ
Сидения
Размер рулевого колеса
ТРКИ ИЛИ ЦЕЛЕЙ?
Размеры шин и колес
Радиус поворота
Размер щетки стеклоочистителя
Габариты автомобиля
Вес автомобиля
Закон идеального газа и некоторые приложения
Цели обучения
- Изучите закон идеального газа.
- Примените закон идеального газа к любому набору условий газа.
- Применение закона идеального газа к молярным объемам, плотности и стехиометрии.
До сих пор все газовые законы, которые мы рассматривали, требовали, чтобы газ менял свои условия; затем мы предсказываем результирующее изменение одного из его свойств. Существуют ли газовые законы, связывающие физические свойства газа в любой момент времени?
Рассмотреть возможность дальнейшего расширения комбинированного газового закона, чтобы включить н . По аналогии с законом Авогадро n располагаются в знаменателе дроби напротив объема. Итак,
Поскольку давление, объем, температура и количество являются единственными четырьмя независимыми физическими свойствами газа, константа в приведенном выше уравнении действительно является константой; действительно, поскольку нам не нужно указывать идентичность газа, чтобы применить газовые законы, эта константа одинакова для всех газов.
Мы определяем эту константу символом R , поэтому предыдущее уравнение записывается как
, которое обычно преобразуется в
PV = nRT
Это уравнение называется законом идеального газа. Он связывает четыре независимых свойства газа в любой момент времени. Константа R называется постоянной закона идеального газа. Его значение зависит от единиц, используемых для выражения давления и объема. Таблица 6.1 «Значения постоянной закона идеального газа R » содержит числовые значения R .
Таблица 6.1 Значения постоянной закона идеального газа R
| Числовое значение | шт. |
|---|---|
| 0,08205 | л·атм/моль·К |
| 62,36 | л·торр/моль·К = л·мм рт.ст./моль·К |
| 8.314 | Дж/моль·К |
Закон об идеальном газе используется так же, как и любой другой закон о газе, с уделением особого внимания единицам и тому, что температура выражается в кельвинах.
Однако закон идеального газа не требует изменения условий газовой пробы . Закон идеального газа подразумевает, что если вы знаете любые три физических свойства газа, вы можете вычислить четвертое свойство.
Пример 9
Образец 4,22 моль Ar имеет давление 1,21 атм и температуру 34°C. Каков его объем?
Решение
Первым шагом является преобразование температуры в кельвины:
34 + 273 = 307 K
Теперь мы можем подставить условия в закон идеального газа:
Единица атм находится в числителе обеих сторон, поэтому отменяет. В правой части уравнения единицы моль и К появляются в числителе и знаменателе, поэтому они также сокращаются. Единственная оставшаяся единица — это L, которая является единицей объема, которую мы ищем. Мы изолируем переменную объема, разделив обе части уравнения на 1,21:
Затем вычисляем объем, получаем
V = 87,9 л
Проверьте себя
Образец O 2 массой 0,0997 моль объем?
Ответ
3,94 л
Пример 10
При заданной температуре 0,00332 г Hg в газовой фазе имеет давление 0,00120 мм рт.
ст. и объем 435 л. Какова его температура?
Решение
Нам не дано количество молей Hg напрямую, но нам дан вес. Мы можем использовать молярную массу Hg для преобразования в число молей.
Давление указывается в миллиметрах ртутного столба. Мы можем либо преобразовать это в атмосферу, либо использовать значение постоянной идеального газа, которое включает единицу измерения в мм рт.ст. Мы возьмем второй вариант. Подставляя в закон идеального газа,
Единицы мм рт.ст., л и моль сокращаются, оставляя единицу K, единицу измерения температуры. Изоляция T Все сами по себе с одной стороны, мы получаем
, затем решаем для K, мы получаем
T = 507 K
Проверьте себя
для 0,00554 моль выборки H 2 , 5858585. P.00554 моль H 2 , 585858 5. = 23,44 торр и Тл = 557 К. Каков его объем?
Ответ
8,21 л
Закон идеального газа можно использовать и в задачах стехиометрии.
Пример 11
Какой объем H 2 производится в 299 К и 1,07 атм, когда 55,8 г металлического Zn реагируют с избытком HCl?
Zn(т) + 2 HCl(водн.) → ZnCl 2 (водн.) + H 2 (г)
Раствор
Здесь у нас есть задача стехиометрии, где нам нужно найти количество молей H 2 Произведено. Затем мы можем использовать закон об идеальном газе при заданных температуре и давлении, чтобы определить объем произведенного газа. Сначала вычисляется количество молей H 2 :
Теперь, когда мы знаем количество молей газа, мы можем использовать закон идеального газа для определения объема при других условиях:
Все единицы измерения отменяются, кроме L для объема, что означает
V = 19,6 л
Проверьте себя
Какое давление HCl образуется, если в реакцию вступают 3,44 г Cl 2 л
4 при 455 К?H 2 (г) + Cl 2 (г) → 2HCl(г)
Ответ
0,796 атм
К настоящему времени должно быть очевидно, что некоторые физические свойства газов сильно зависят .
Что нам нужно, так это набор стандартных условий, чтобы свойства газов можно было правильно сравнивать друг с другом. Стандартная температура и давление (STP) определяется как точное давление 100 кПа (0,986 атм) и 273 К (0°С). Для простоты мы будем использовать 1 атм в качестве стандартного давления. Определение STP позволяет нам более непосредственно сравнивать свойства газов, которые отличаются друг от друга.
Одним из общих свойств газов является молярный объем. Молярный объем – это объем 1 моля газа. В STP молярный объем газа можно легко определить, используя закон идеального газа:
Все единицы измерения сокращаются, кроме L, единицы объема. Итак,
В = 22,4 л
Обратите внимание, что мы не указали идентичность газа; мы указали только, что давление равно 1 атм, а температура 273 К. Это дает очень полезное приближение: объем любого газа на СТП составляет 22,4 л на моль газа ; то есть молярный объем при нормальных условиях составляет 22,4 л/моль (рис.
6.3 «Молярный объем»). Этот молярный объем является полезным коэффициентом преобразования в задачах стехиометрии, если условия находятся на уровне STP. Если условия не соответствуют STP, молярный объем 22,4 л/моль неприменим. Однако, если условия не соответствуют STP, можно использовать комбинированный газовый закон для расчета объема газа при STP; тогда можно использовать молярный объем 22,4 л/моль.
Рис. 6.3 Молярный объем
Моль газа при СТП занимает 22,4 л, объем куба со стороной 28,2 см.
Пример 12
Сколько молей Ar содержится в 38,7 л при нормальных условиях?
Решение
Мы можем использовать молярный объем, 22,4 л/моль, в качестве коэффициента пересчета, но нам нужно обратить дробь так, чтобы единицы L сокращались, а единицы молей вводились. Это одноэтапное преобразование:
Проверь себя
Какой объем имеет 4,87 моль Kr при СТП?
Ответ
109 л
Пример 13
Какой объем H 2 образуется на СТП, когда 55,8 г металлического Zn реагируют с избытком HCl?
Zn(т) + 2 HCl(водн.
) → ZnCl 2 (водн.) + H 2 (г)
Раствор
Это стехиометрическая задача с изюминкой: нам нужно использовать молярный объем газа на STP, чтобы определить окончательный ответ. Первая часть расчета такая же, как и в предыдущем примере:
Теперь мы можем использовать молярный объем, 22,4 л/моль, потому что газ находится в STP:
В качестве альтернативы, мы могли бы применить молярный объем в качестве третьего коэффициента преобразования в первоначальном расчете стехиометрии.
Проверь себя
Какой объем HCl образуется, если 3,44 г Cl 2 прореагируют при СТП?
H 2 (г) + Cl 2 (г) → 2 HCl(г)
Ответ
2,17 L
Закон идеального газа также можно использовать для определения плотности. Напомним, что плотность определяется как масса вещества, деленная на его объем:
Предположим, что у вас есть ровно 1 моль газа. Если вы знаете идентичность газа, вы можете определить молярную массу вещества.
Используя закон идеального газа, вы также можете определить объем этого моля газа, используя любые условия температуры и давления. Затем вы можете рассчитать плотность газа, используя
Пример 14
Какова плотность N 2 при 25°C и 0,955 атм?
Решение
Сначала мы должны перевести температуру в кельвины:
25 + 273 = 298 К
Если принять ровно 1 моль N 2 , то мы знаем его массу: 28,0 г. Используя закон об идеальном газе, мы можем вычислить объем:
Все единицы сокращаются, кроме L, единицы объема. Итак,
V = 25,6 л
Зная молярную массу и молярный объем, мы можем определить плотность N 2 при этих условиях: при давлении 0,0079 атм и 227 К? (Это примерные атмосферные условия на Марсе). легкие, чтобы наши тела могли поглощать кислород из воздуха. Применим газовые законы к дыханию.
Начните с учета давления. Мы втягиваем воздух в легкие, потому что диафрагма, мышца под легкими, движется вниз, чтобы уменьшить давление в легких, заставляя внешний воздух устремляться внутрь, чтобы заполнить объем с более низким давлением.
Мы выталкиваем воздух за счет того, что диафрагма давит на легкие, увеличивая давление внутри легких и вытесняя воздух под высоким давлением наружу. О каких изменениях давления идет речь? Четверть атмосферы? Десятая часть атмосферы? На самом деле в нормальных условиях разница давлений всего в 1 или 2 Торр заставляет нас вдыхать и выдыхать.
Рисунок 6.4 Механика дыхания
Дыхание связано с перепадом давления между внутренней частью легких и воздухом снаружи. Разница давлений составляет всего несколько торр.
Нормальный вдох составляет около 0,50 л. Если комнатная температура составляет около 22 °C, то температура воздуха составляет около 295 K. При нормальном давлении 1,0 атм сколько молей воздуха мы вдыхаем при каждом вдохе? Закон идеального газа дает нам ответ:
Решая число молей, получаем
n = 0,021 моль воздуха
Получается около 0,6 г воздуха на вдох — немного, но достаточно, чтобы поддерживать нашу жизнь.
Ключевые выводы
- Закон идеального газа связывает четыре независимых физических свойства газа в любой момент времени.
