हवा में गैस के सापेक्ष घनत्व की गणना। सापेक्ष गैस घनत्व

परिभाषा

वायुमंडलीय हवा कई गैसों का मिश्रण है। वायु की एक जटिल रचना है। इसके मुख्य घटकों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है: स्थिर, परिवर्तनशील और यादृच्छिक। पूर्व में ऑक्सीजन (हवा में ऑक्सीजन की मात्रा मात्रा के हिसाब से लगभग 21% है), नाइट्रोजन (लगभग 86%) और तथाकथित अक्रिय गैसें (लगभग 1%) शामिल हैं।

विषय घटक भागवस्तुतः स्वतंत्र जहाँ विश्वशुष्क हवा का नमूना लिया गया। दूसरे समूह में कार्बन डाइऑक्साइड (0.02 - 0.04%) और जल वाष्प (3% तक) शामिल हैं। यादृच्छिक घटकों की सामग्री स्थानीय परिस्थितियों पर निर्भर करती है: धातुकर्म संयंत्रों के पास, पर्याप्त मात्रा में अक्सर हवा के साथ मिश्रित होते हैं खट्टी गैस, उन जगहों पर जहां कार्बनिक अवशेषों का क्षय होता है - अमोनिया, आदि। विभिन्न गैसों के अलावा, हवा में हमेशा कम या ज्यादा धूल होती है।

वायु घनत्व एक इकाई आयतन से विभाजित पृथ्वी के वायुमंडल में गैस के द्रव्यमान के बराबर मान है। यह दबाव, तापमान और आर्द्रता पर निर्भर करता है। एक मानक वायु घनत्व मान है - 1.225 किग्रा / मी 3, 15 o C के तापमान पर शुष्क हवा के घनत्व और 101330 Pa के दबाव के अनुरूप।

सामान्य परिस्थितियों (1.293 ग्राम) के तहत एक लीटर हवा के द्रव्यमान के अनुभव से जानने के बाद, कोई आणविक भार की गणना कर सकता है कि अगर यह एक व्यक्तिगत गैस होती तो हवा होती। चूँकि सामान्य परिस्थितियों में किसी भी गैस का ग्राम-अणु 22.4 लीटर की मात्रा में होता है, हवा का औसत आणविक भार होता है

22.4 × 1.293 = 29.

यह संख्या - 29 - याद रखना चाहिए: इसे जानकर, हवा के संबंध में किसी भी गैस के घनत्व की गणना करना आसान है।

तरल हवा का घनत्व

पर्याप्त ठंडा होने पर, हवा अंदर चली जाती है तरल अवस्था. तरल हवा को डबल दीवारों वाले जहाजों में काफी लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है, जिसके बीच में गर्मी हस्तांतरण को कम करने के लिए हवा को पंप किया जाता है। इसी तरह के जहाजों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, थर्मोज़ में।

सामान्य परिस्थितियों में स्वतंत्र रूप से वाष्पित होने वाली, तरल हवा का तापमान लगभग (-190 o C) होता है। इसकी संरचना अस्थिर है, क्योंकि नाइट्रोजन ऑक्सीजन की तुलना में आसानी से वाष्पित हो जाती है। जैसे ही नाइट्रोजन को हटा दिया जाता है, तरल हवा का रंग नीले से हल्के नीले (तरल ऑक्सीजन का रंग) में बदल जाता है।

तरल हवा में, एथिल अल्कोहल, डायथाइल ईथर और कई गैसें आसानी से ठोस अवस्था में बदल जाती हैं। यदि, उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड को तरल हवा के माध्यम से पारित किया जाता है, तो यह सफेद फ्लेक्स में बदल जाता है, इसी तरह उपस्थितिबर्फ को। तरल हवा में डूबा हुआ पारा ठोस और निंदनीय हो जाता है।

तरल हवा द्वारा ठंडा किए गए कई पदार्थ अपने गुणों को नाटकीय रूप से बदलते हैं। इस प्रकार, चिंक और टिन इतने भंगुर हो जाते हैं कि वे आसानी से पाउडर में बदल जाते हैं, एक सीसे की घंटी एक स्पष्ट बजती है, और एक जमी हुई रबर की गेंद फर्श पर गिरने पर टूट जाती है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

उदाहरण 2

व्यायाम

निर्धारित करें कि वायु हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस से कितनी गुना भारी है।

फेसला

दी गई गैस के द्रव्यमान का समान आयतन, समान ताप और समान दाब पर ली गई दूसरी गैस के द्रव्यमान के अनुपात को पहली गैस का दूसरे पर आपेक्षिक घनत्व कहते हैं। यह मान दर्शाता है कि पहली गैस दूसरी गैस से कितनी बार भारी या हल्की है।

हवा का सापेक्ष आणविक भार 29 के बराबर लिया जाता है (हवा में नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य गैसों की सामग्री को ध्यान में रखते हुए)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि "वायु के सापेक्ष आणविक भार" की अवधारणा का उपयोग सशर्त रूप से किया जाता है, क्योंकि हवा गैसों का मिश्रण है।

डी वायु (एच 2 एस) = एम आर (एच 2 एस) / एम आर (वायु);

डी वायु (एच 2 एस) = 34/29 = 1.17।

एम आर (एच 2 एस) = 2 × ए आर (एच) + ए आर (एस) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34।

जवाब

हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस हवा से 1.17 गुना भारी है।

प्राकृतिक गैस का मिश्रण है हाइड्रोकार्बन गैसें, अलग-अलग जमा और जमा के रूप में, साथ ही तेल जमा में भंग रूप में या तथाकथित "गैस कैप्स" के रूप में उप-भूमि में होता है। बुनियादी भौतिक और रासायनिक गुण प्राकृतिक गैसयह:

गैसों का घनत्व किसी पदार्थ का द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन - g / cm 3 है। व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, हवा के सापेक्ष गैस के सापेक्ष घनत्व का उपयोग किया जाता है, अर्थात। वायु घनत्व के लिए गैस घनत्व का अनुपात। दूसरे शब्दों में, यह इस बात का सूचक है कि कोई गैस हवा से कितनी हल्की या भारी है:

जहां मानक परिस्थितियों में 1.293 किग्रा / मी 3 है;

मीथेन का आपेक्षिक घनत्व 0.554 है, ईथेन 1.05 है, और प्रोपेन 1.55 है। इसीलिए रिसाव की स्थिति में घरेलू गैस (प्रोपेन) घरों के तहखाने में जमा हो जाती है, जिससे वहां विस्फोटक मिश्रण बन जाता है।

ज्वलन की ऊष्मा

दहन की गर्मी या कैलोरी मान- गैस के 1 मीटर 3 के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा। औसतन, यह 35160 kJ / m 3 (किलोजूल प्रति 1 m 3) है।

गैस घुलनशीलता

तेल में घुलनशीलता

तेल में गैस की घुलनशीलता तेल और गैस के दबाव, तापमान और संरचना पर निर्भर करती है। दाब बढ़ने पर गैस की विलेयता भी बढ़ती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गैस की घुलनशीलता कम होती जाती है। कम आणविक भार वाली गैसें वसायुक्त गैसों की तुलना में तेलों में घुलना अधिक कठिन होती हैं।

तेल घनत्व में वृद्धि के साथ, अर्थात्। जैसे-जैसे इसमें मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों की सामग्री बढ़ती है, इसमें गैस की घुलनशीलता कम होती जाती है।

तेल में गैस की घुलनशीलता का एक संकेतक गैस कारक - जी है, जो 1 मीटर 3 (या 1 टन) में गैस की मात्रा को दर्शाता है। इसे एम 3 / एम 3 या एम 3 / टी में मापा जाता है।

इस सूचक के अनुसार, जमा को विभाजित किया जाता है:

1) तेल - जी<650 м 3 /м 3 ;

2) गैस कैप वाला तेल - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) गैस घनीभूत - जी>900 एम 3 / एम 3।

संपीड़ित गैस में पानी की घुलनशीलता

जल उच्च दाब पर संपीडित गैस में घुल जाता है। यह दबाव न केवल तरल में, बल्कि गैस चरण में भी उप-भूमि में पानी को स्थानांतरित करना संभव बनाता है, जो चट्टानों के माध्यम से इसकी अधिक गतिशीलता और पारगम्यता सुनिश्चित करता है। जैसे-जैसे पानी का खनिजीकरण बढ़ता है, गैस में इसकी घुलनशीलता कम होती जाती है।

संपीड़ित गैसों में तरल हाइड्रोकार्बन की घुलनशीलता

तरल हाइड्रोकार्बन संपीड़ित गैसों में अच्छी तरह से घुल जाते हैं, जिससे गैस घनीभूत मिश्रण बनते हैं। यह गैस चरण में तरल हाइड्रोकार्बन के स्थानांतरण (प्रवास) की संभावना पैदा करता है, जिससे रॉक मास के माध्यम से इसके आंदोलन की एक आसान और तेज प्रक्रिया प्रदान होती है।

बढ़ते दबाव और तापमान के साथ, गैस में तरल हाइड्रोकार्बन की घुलनशीलता बढ़ जाती है।

दबाव

निर्माण गैस संपीड्यता प्राकृतिक गैसों का एक बहुत ही महत्वपूर्ण गुण है। जलाशय की स्थिति में गैस की मात्रा पृथ्वी की सतह पर मानक परिस्थितियों में इसकी मात्रा से 2 परिमाण (यानी लगभग 100 गुना) कम है। इसका कारण यह है कि गैस में उच्च स्तर की संपीड्यता होती है उच्च दबावऔर तापमान।

संपीड़ितता की डिग्री को जलाशय गैस मात्रा अनुपात के संदर्भ में दर्शाया गया है, जो कि जलाशय की स्थिति में गैस की मात्रा का वायुमंडलीय परिस्थितियों में समान मात्रा में गैस की मात्रा का अनुपात है।

घनीभूत गठन गैसों की संपीड़ितता और उनमें तरल हाइड्रोकार्बन की घुलनशीलता की घटना से निकटता से संबंधित है। जलाशय की स्थिति में, बढ़ते दबाव के साथ, तरल घटक गैसीय अवस्था में चले जाते हैं, जिससे "गैस-विघटित तेल" या गैस घनीभूत हो जाता है। जब दबाव गिरता है, तो प्रक्रिया विपरीत दिशा में जाती है, अर्थात। तरल अवस्था में गैस (या वाष्प) का आंशिक संघनन। इसलिए, गैस उत्पादन के दौरान, घनीभूत भी सतह पर निकाला जाता है।

घनीभूत कारक

घनीभूत कारक - CF - पृथक गैस के सेमी 3 प्रति 1 m3 में कच्चे घनीभूत की मात्रा है।

कच्चे और स्थिर घनीभूत के बीच भेद। कच्चा घनीभूत एक तरल चरण है जिसमें गैसीय घटक घुल जाते हैं।

स्थिर कंडेनसेट कच्चे तेल से इसके अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है। इसमें केवल तरल हाइड्रोकार्बन होते हैं - पेंटेन और उच्चतर।

मानक परिस्थितियों में, गैस कंडेनसेट 0.625 - 0.825 ग्राम / सेमी 3 के घनत्व के साथ रंगहीन तरल होते हैं, जिसका प्रारंभिक क्वथनांक 24 0 C से 92 0 C होता है। अधिकांश अंशों का क्वथनांक 250 0 C तक होता है।

एक गैस एक गैस के सापेक्ष आणविक या दाढ़ द्रव्यमान की दूसरी गैस के साथ तुलना है। एक नियम के रूप में, इसे के संबंध में परिभाषित किया गया है हल्की गैस- हाइड्रोजन। गैसों की तुलना अक्सर हवा से भी की जाती है।

तुलना के लिए कौन सी गैस का चयन किया जाता है, यह दिखाने के लिए, परीक्षण के सापेक्ष घनत्व के प्रतीक से पहले एक सूचकांक जोड़ा जाता है, और नाम ही कोष्ठक में लिखा जाता है। उदाहरण के लिए, DH2 (SO2)। इसका मतलब है कि घनत्व की गणना हाइड्रोजन से की गई थी। इसे "हाइड्रोजन द्वारा सल्फर ऑक्साइड का घनत्व" के रूप में पढ़ा जाता है।

हाइड्रोजन से गैस घनत्व की गणना करने के लिए, आवर्त सारणी का उपयोग करके अध्ययन के तहत गैस और हाइड्रोजन के दाढ़ द्रव्यमान को निर्धारित करना आवश्यक है। यदि यह क्लोरीन और हाइड्रोजन है, तो संकेतक इस तरह दिखेंगे: M (Cl2) \u003d 71 g / mol और M (H2) \u003d 2 g / mol। यदि हाइड्रोजन के घनत्व को क्लोरीन के घनत्व (71:2) से विभाजित किया जाता है, तो परिणाम 35.5 होता है। यानी क्लोरीन हाइड्रोजन से 35.5 गुना भारी है।

गैस का आपेक्षिक घनत्व बाहरी परिस्थितियों पर निर्भर नहीं करता है। यह गैसों की स्थिति के सार्वभौमिक कानूनों द्वारा समझाया गया है, जो इस तथ्य को उबालते हैं कि तापमान और दबाव में बदलाव से उनकी मात्रा में बदलाव नहीं होता है। इन संकेतकों में किसी भी बदलाव के साथ, माप ठीक उसी तरह से किए जाते हैं।

गैस के घनत्व को आनुभविक रूप से निर्धारित करने के लिए, आपको एक फ्लास्क की आवश्यकता होती है जहां इसे रखा जा सकता है। गैस के साथ फ्लास्क को दो बार तौला जाना चाहिए: पहली बार - उसमें से सारी हवा बाहर निकालने के बाद; दूसरा - इसे जांची गई गैस से भरकर। फ्लास्क की मात्रा को पहले से मापना भी आवश्यक है।

सबसे पहले आपको द्रव्यमान अंतर की गणना करने और फ्लास्क की मात्रा के मूल्य से विभाजित करने की आवश्यकता है। परिणाम दी गई परिस्थितियों में गैस का घनत्व है। राज्य के समीकरण का उपयोग करके, आप सामान्य के लिए वांछित संकेतक की गणना कर सकते हैं या आदर्श स्थितियां.

आप सारांश तालिका से कुछ गैसों के घनत्व का पता लगा सकते हैं, जिसमें तैयार जानकारी है। यदि गैस तालिका में सूचीबद्ध है, तो यह जानकारी बिना किसी अतिरिक्त गणना और सूत्रों के उपयोग के ली जा सकती है। उदाहरण के लिए, जल वाष्प का घनत्व पानी के गुणों की तालिका (रिवकिन एसएल और अन्य द्वारा संदर्भ पुस्तक), इसके इलेक्ट्रॉनिक समकक्ष, या वाटरस्टीमप्रो और अन्य जैसे कार्यक्रमों का उपयोग करके पाया जा सकता है।

हालांकि, विभिन्न तरल पदार्थों के लिए, वाष्प के साथ संतुलन बाद के विभिन्न घनत्वों पर होता है। यह अंतर-आणविक संपर्क की ताकतों में अंतर के कारण है। यह जितना अधिक होगा, उतनी ही तेजी से संतुलन आएगा (उदाहरण के लिए, पारा)। वाष्पशील तरल पदार्थों में (उदाहरण के लिए, ईथर), संतुलन केवल एक महत्वपूर्ण वाष्प घनत्व पर ही हो सकता है।

विभिन्न प्राकृतिक गैसों का घनत्व 0.72 से 2.00 किग्रा/घन मीटर और उच्चतर, सापेक्ष - 0.6 से 1.5 और उच्चतर तक भिन्न होता है। सबसे अधिक घनत्व H2S, CO2 और N2 भारी हाइड्रोकार्बन की उच्चतम सामग्री वाली गैसों में है, सबसे कम शुष्क मीथेन गैसों में है।

गुण इसकी संरचना, तापमान, दबाव और घनत्व से निर्धारित होते हैं। अंतिम संकेतक प्रयोगशाला द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह उपरोक्त सभी पर निर्भर करता है। आप इसका घनत्व निर्धारित कर सकते हैं विभिन्न तरीके. सबसे सटीक एक पतली दीवार वाले कांच के कंटेनर में सटीक तराजू पर वजन होता है।

प्राकृतिक गैसों के एक ही संकेतक से अधिक। व्यवहार में, यह अनुपात 0.6:1 के रूप में लिया जाता है। गैस की तुलना में स्टेटिक तेजी से घटती है। 100 एमपीए तक के दबाव में, प्राकृतिक गैस का घनत्व 0.35 ग्राम / सेमी 3 से अधिक हो सकता है।

यह स्थापित किया गया है कि वृद्धि हाइड्रेट गठन के तापमान में वृद्धि के साथ हो सकती है। कम घनत्व वाली प्राकृतिक गैस उच्च घनत्व वाली गैसों की तुलना में अधिक तापमान पर हाइड्रेट बनाती है।

घनत्व मीटर का उपयोग अभी शुरू हुआ है और अभी भी कई प्रश्न हैं जो उनके संचालन और सत्यापन की विशेषताओं से संबंधित हैं।

अनुदेश

कार्य से निपटने के लिए, सापेक्ष घनत्व पर सूत्रों का उपयोग करना आवश्यक है:

सबसे पहले, अमोनिया के सापेक्ष आणविक भार का पता लगाएं, जिसकी गणना तालिका D.I से की जा सकती है। मेंडेलीव।

एआर (एन) = 14, एआर (एच) = 3 x 1 = 3, इसलिए
श्रीमान(एनएच3) = 14 + 3 = 17

वायु द्वारा सापेक्ष घनत्व का निर्धारण करने के लिए प्राप्त आंकड़ों को सूत्र में रखें:
डी (वायु) = श्री (अमोनिया) / श्री (वायु);
डी (वायु) = श्री (अमोनिया) / 29;
डी (वायु) = 17/29 = 0.59।

उदाहरण संख्या 2. हाइड्रोजन के संबंध में अमोनिया के सापेक्ष घनत्व की गणना करें।

हाइड्रोजन के सापेक्ष घनत्व को निर्धारित करने के लिए सूत्र में डेटा को प्रतिस्थापित करें:
डी (हाइड्रोजन) = मिस्टर (अमोनिया) / मिस्टर (हाइड्रोजन);
डी (हाइड्रोजन) = श्रीमान (अमोनिया) / 2;
डी (हाइड्रोजन) = 17/2 = 8.5।

हाइड्रोजन (लैटिन "हाइड्रोजेनियम" से - "पानी उत्पन्न करना") आवर्त सारणी का पहला तत्व है। यह व्यापक रूप से वितरित है, तीन समस्थानिकों के रूप में मौजूद है - प्रोटियम, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम। हाइड्रोजन एक हल्की रंगहीन गैस है (हवा से 14.5 गुना हल्की)। हवा और ऑक्सीजन के साथ मिश्रित होने पर यह अत्यधिक विस्फोटक होता है। रसायन में प्रयुक्त खाद्य उद्योग, साथ ही रॉकेट का ईंधन. उपयोग करने की संभावना पर अनुसंधान चल रहा है हाइड्रोजनईंधन के रूप में मोटर वाहन इंजन. घनत्व हाइड्रोजन(साथ ही किसी अन्य गैस) को परिभाषित किया जा सकता है विभिन्न तरीके.

अनुदेश

सबसे पहले, घनत्व की सार्वभौमिक परिभाषा के आधार पर - प्रति इकाई मात्रा में पदार्थ की मात्रा। इस घटना में कि यह एक सीलबंद बर्तन में है, गैस का घनत्व प्राथमिक रूप से सूत्र (एम 1 - एम 2) / वी के अनुसार निर्धारित किया जाता है, जहां एम 1 गैस के साथ बर्तन का कुल द्रव्यमान है, एम 2 का द्रव्यमान है खाली बर्तन, और V बर्तन का आंतरिक आयतन है।

यदि आप घनत्व निर्धारित करना चाहते हैं हाइड्रोजन, इस तरह के प्रारंभिक डेटा होने पर, यहां एक आदर्श गैस की स्थिति का सार्वभौमिक समीकरण बचाव के लिए आता है, या मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण: पीवी = (एमआरटी)/एम।
पी - गैस का दबाव
वी इसकी मात्रा है
R सार्वत्रिक गैस नियतांक है
T केल्विन में गैस का तापमान है
M गैस का मोलर द्रव्यमान है
मी गैस का वास्तविक द्रव्यमान है।

एक आदर्श गैस ऐसी गणितीय गैस मानी जाती है जिसमें अणुओं की गतिज ऊर्जा की तुलना में उनकी स्थितिज ऊर्जा की उपेक्षा की जा सकती है। आदर्श गैस मॉडल में, अणुओं के बीच कोई आकर्षक या प्रतिकारक बल नहीं होते हैं, और अन्य कणों या पोत की दीवारों के साथ कणों का टकराव बिल्कुल लोचदार होता है।

बेशक, न तो हाइड्रोजन और न ही कोई अन्य गैस आदर्श है, लेकिन यह मॉडल वायुमंडलीय दबाव के करीब पर्याप्त उच्च सटीकता के साथ गणना की अनुमति देता है और कमरे का तापमान. उदाहरण के लिए, कार्य दिया गया है: घनत्व का पता लगाएं हाइड्रोजन 6 के दबाव और 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर।

सबसे पहले, सभी प्रारंभिक मानों को SI प्रणाली (6 वायुमंडल \u003d 607950 Pa, 20 डिग्री C \u003d 293 डिग्री K) में बदलें। फिर मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण PV = (mRT)/M लिखिए। इसे परिवर्तित करें: पी = (एमआरटी)/एमवी। चूँकि m / V घनत्व है (किसी पदार्थ के द्रव्यमान का उसके आयतन का अनुपात), आपको मिलता है: घनत्व हाइड्रोजन= PM/RT, और हमारे पास समाधान के लिए सभी आवश्यक डेटा हैं। आप दबाव (607950), तापमान (293), सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (8.31) जानते हैं। अणु भार हाइड्रोजन (0,002).

इस डेटा को सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर, आपको मिलता है: घनत्व हाइड्रोजनदबाव और तापमान की दी गई परिस्थितियों में 0.499 किग्रा/घन मीटर या लगभग 0.5 है।

स्रोत:

हाइड्रोजन का घनत्व कैसे ज्ञात करें

घनत्व- यह किसी पदार्थ की विशेषताओं में से एक है, जो द्रव्यमान, आयतन, तापमान, क्षेत्र के समान है। यह द्रव्यमान और आयतन के अनुपात के बराबर है। मुख्य कार्य यह सीखना है कि इस मूल्य की गणना कैसे करें और जानें कि यह किस पर निर्भर करता है।

अनुदेश

घनत्वकिसी पदार्थ के आयतन के द्रव्यमान का अनुपात है। यदि आप किसी पदार्थ का घनत्व निर्धारित करना चाहते हैं, और आप उसका द्रव्यमान और आयतन जानते हैं, तो घनत्व ज्ञात करना आपके लिए कठिन नहीं होगा। इस मामले में घनत्व को खोजने का सबसे आसान तरीका p = m/V है। यह SI प्रणाली में kg/m^3 में है। हालांकि, ये दो मान हमेशा नहीं दिए जाते हैं, इसलिए आपको ऐसे कई तरीके पता होने चाहिए जिनसे आप घनत्व की गणना कर सकते हैं।

घनत्वयह है विभिन्न अर्थपदार्थ के प्रकार पर निर्भर करता है। इसके अलावा, घनत्व लवणता और तापमान की डिग्री के साथ बदलता रहता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, घनत्व बढ़ता है, और जैसे-जैसे लवणता की मात्रा घटती जाती है, घनत्व भी घटता जाता है। उदाहरण के लिए, लाल सागर का घनत्व अभी भी अधिक माना जाता है, जबकि बाल्टिक सागर में यह पहले से ही कम है। क्या आप सभी ने देखा है कि अगर आप इसमें पानी डालते हैं तो यह तैरता है। यह सब इस तथ्य के कारण है कि इसका घनत्व पानी से कम है। धातु और पत्थर के पदार्थ, इसके विपरीत, डूब जाते हैं, क्योंकि उनका घनत्व अधिक होता है। उनके तैरने के बारे में निकायों के घनत्व के आधार पर उत्पन्न हुआ।

तैरते हुए पिंडों के सिद्धांत के लिए धन्यवाद, जिसके द्वारा आप किसी पिंड का घनत्व, पानी, पूरे शरीर का आयतन और उसके डूबे हुए भाग का आयतन ज्ञात कर सकते हैं। यह सूत्र इस तरह दिखता है: विमर्स। भागों / वी शरीर \u003d पी शरीर / पी तरल। यह निम्नानुसार है कि शरीर का घनत्व निम्नानुसार पाया जा सकता है: पी शरीर \u003d वी विसर्जित। भागों * पी तरल / वी शरीर। यह स्थिति सारणीबद्ध डेटा और निर्दिष्ट वॉल्यूम वी विसर्जित के आधार पर संतुष्ट है। भागों और वी शरीर।

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टिप 4: किसी पदार्थ के सापेक्ष आणविक भार की गणना कैसे करें

सापेक्ष आणविक भार एक आयाम रहित मान है जो दर्शाता है कि एक अणु का द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है। तदनुसार, एक कार्बन परमाणु का द्रव्यमान 12 इकाई है। सापेक्ष आणविक भार निर्धारित करें रासायनिक यौगिकयह परमाणुओं के द्रव्यमान को जोड़कर किया जा सकता है जो पदार्थ का एक अणु बनाते हैं।

आपको चाहिये होगा

- कलम;
- लिखने का पन्ना;
- कैलकुलेटर;
- आवर्त सारणी।

अनुदेश

आवर्त सारणी में इस अणु को बनाने वाले तत्वों की कोशिकाओं का पता लगाएं। प्रत्येक पदार्थ के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (Ar) के मान कोशिका के निचले बाएँ कोने में दर्शाए गए हैं। उन्हें निकटतम पूर्ण संख्या में फिर से लिखें: Ar(H) - 1; एआर (पी) - 31; एआर (ओ) - 16।

यौगिक (श्री) के सापेक्ष आणविक भार का निर्धारण करें। ऐसा करने के लिए, गुणा करें परमाणु भारप्रत्येक तत्व में परमाणुओं की संख्या से . फिर परिणामी मान जोड़ें। फॉस्फोरिक एसिड के लिए: मिस्टर(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

सापेक्ष आणविक भार संख्यात्मक रूप से पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान के समान होता है। कुछ कार्य इस लिंक का उपयोग करते हैं। उदाहरण: 200 K के तापमान पर एक गैस और 0.2 MPa के दबाव का घनत्व 5.3 kg/m3 है। इसके सापेक्ष आणविक भार का निर्धारण करें।

आदर्श गैस के लिए मेंडेलीव-क्लेपेरॉन समीकरण का प्रयोग करें: पीवी = एमआरटी/एम, जहां वी गैस की मात्रा है, एम3; मी गैस के दिए गए आयतन का द्रव्यमान है, किग्रा; एम गैस का दाढ़ द्रव्यमान है, किग्रा/मोल; R सार्वत्रिक गैस नियतांक है। R=8.314472 m2kg s-2 K-1 मोल-1; टी - गैस, के; पी - पूर्ण दबाव, पा। इस संबंध से दाढ़ द्रव्यमान व्यक्त करें: = mRT/(PV)।

जैसा कि आप जानते हैं, घनत्व: p = m/V, kg/m3। इसे व्यंजक में रखें: एम = पीआरटी / पी। गैस का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें: M \u003d 5.3 * 8.31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0.044 किग्रा / मोल। गैस का आपेक्षिक आणविक भार: मि. = 44. आप अनुमान लगा सकते हैं कि यह कार्बन डाइऑक्साइड है: मि.(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

स्रोत:

सापेक्ष आणविक भार की गणना करें

रासायनिक प्रयोगशालाओं में और दौरान रासायनिक प्रयोगघर पर, किसी पदार्थ के सापेक्ष घनत्व को निर्धारित करना अक्सर आवश्यक होता है। सापेक्ष घनत्व किसी विशेष पदार्थ के घनत्व का कुछ शर्तों के तहत दूसरे के घनत्व या किसी संदर्भ पदार्थ के घनत्व का अनुपात है, जिसे आसुत जल के रूप में लिया जाता है। सापेक्ष घनत्व को एक अमूर्त संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है।

आपको चाहिये होगा

- टेबल और निर्देशिका;
- हाइड्रोमीटर, पाइकोनोमीटर या विशेष पैमाना।

अनुदेश

आसुत जल के घनत्व के संबंध में पदार्थों का आपेक्षिक घनत्व सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: d=p/p0, जहां d वांछित सापेक्ष घनत्व है, p परीक्षण पदार्थ का घनत्व है, p0 संदर्भ पदार्थ का घनत्व है . अंतिम पैरामीटर सारणीबद्ध है और काफी सटीक रूप से निर्धारित किया गया है: 20 डिग्री सेल्सियस पर, पानी का घनत्व 998.203 किग्रा / मी 3 होता है, और यह 4 डिग्री सेल्सियस - 999.973 किग्रा / एम 3 पर अपने अधिकतम घनत्व तक पहुँच जाता है। गणना करने से पहले, यह न भूलें कि p और p0 को समान इकाइयों में व्यक्त किया जाना चाहिए।

इसके अलावा, किसी पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व भौतिक और रासायनिक संदर्भ पुस्तकों में पाया जा सकता है। सापेक्ष घनत्व का संख्यात्मक मान समान परिस्थितियों में समान पदार्थ के सापेक्ष विशिष्ट गुरुत्व के बराबर होता है। निष्कर्ष: सापेक्ष तालिकाओं का उपयोग करें विशिष्ट गुरुत्वजैसे कि वे सापेक्ष घनत्व की तालिकाएँ हों।

सापेक्ष घनत्व का निर्धारण करते समय, हमेशा परीक्षण और संदर्भ पदार्थों के तापमान को ध्यान में रखें। तथ्य यह है कि पदार्थों का घनत्व ठंडा होने के साथ घटता और बढ़ता है। यदि परीक्षण पदार्थ का तापमान संदर्भ से भिन्न होता है, तो सुधार करें। प्रति 1°C सापेक्ष घनत्व में औसत परिवर्तन के रूप में इसकी गणना कीजिए। तापमान सुधार के नामांकन पर आवश्यक डेटा देखें।

व्यवहार में द्रवों के आपेक्षिक घनत्व की शीघ्रता से गणना करने के लिए, हाइड्रोमीटर का उपयोग करें। सापेक्ष और शुष्क पदार्थ को मापने के लिए pycnometers और विशेष पैमानों का उपयोग करें। क्लासिक हाइड्रोमीटर एक ग्लास ट्यूब है जो नीचे की तरफ फैलती है। ट्यूब के निचले सिरे पर एक जलाशय या एक विशेष पदार्थ होता है। ट्यूब के ऊपरी भाग को परीक्षण पदार्थ के सापेक्ष घनत्व के संख्यात्मक मान को दर्शाने वाले विभाजनों के साथ चिह्नित किया गया है। परीक्षण पदार्थ के तापमान को मापने के लिए कई हाइड्रोमीटर अतिरिक्त रूप से थर्मामीटर से लैस होते हैं।

अवोगाद्रो का नियम

अणुओं की दूरी गैसीय पदार्थएक दूसरे से बाहरी परिस्थितियों पर निर्भर करता है: दबाव और तापमान। उसी के साथ बाहरी स्थितियांविभिन्न गैसों के अणुओं के बीच गैप समान होता है। 1811 में खोजे गए अवोगाद्रो के नियम में कहा गया है कि समान बाहरी परिस्थितियों (तापमान और दबाव) के तहत विभिन्न गैसों के बराबर मात्रा में होते हैं वही नंबरअणु। वे। यदि V1=V2, T1=T2 और P1=P2, तो N1=N2, जहां V आयतन है, T तापमान है, P दबाव है, N गैस अणुओं की संख्या है (एक गैस के लिए सूचकांक "1", "2" दूसरे के लिए)।

अवोगाद्रो के नियम का प्रथम उपफल, मोलर आयतन

अवोगाद्रो के नियम का पहला परिणाम बताता है कि समान परिस्थितियों में किसी भी गैस के अणुओं की समान संख्या समान मात्रा में रहती है: V1=V2 पर N1=N2, T1=T2 और P1=P2। किसी भी गैस के एक मोल (मोलर आयतन) का आयतन एक स्थिर मान होता है। याद रखें कि 1 मोल में कणों की एवोगैड्रियन संख्या होती है - 6.02x10^23 अणु।

इस प्रकार, गैस का मोलर आयतन केवल दबाव और तापमान पर निर्भर करता है। आम तौर पर गैसों को सामान्य दबाव पर माना जाता है और सामान्य तापमान: 273 के (0 डिग्री सेल्सियस) और 1 एटीएम (760 मिमी एचजी, 101325 पा)। ऐसी सामान्य परिस्थितियों में, जिसे "n.o." कहा जाता है, किसी भी गैस का मोलर आयतन 22.4 l / mol होता है। इस मान को जानकर, किसी दिए गए द्रव्यमान की मात्रा और किसी भी गैस की मात्रा की गणना करना संभव है।

अवोगाद्रो के नियम का दूसरा परिणाम, गैसों का आपेक्षिक घनत्व

गैसों के आपेक्षिक घनत्व की गणना के लिए अवोगाद्रो के नियम का दूसरा परिणाम लागू किया जाता है। परिभाषा के अनुसार, किसी पदार्थ का घनत्व उसके द्रव्यमान और उसके आयतन का अनुपात होता है: =m/V. किसी पदार्थ के 1 मोल के लिए, द्रव्यमान मोलर द्रव्यमान M के बराबर होता है, और आयतन मोलर आयतन V(M) के बराबर होता है। इसलिए गैस का घनत्व ρ=M(gas)/V(M) है।

मान लें कि दो गैसें हैं - X और Y। उनका घनत्व और दाढ़ द्रव्यमान - (X), ρ(Y), M(X), M(Y), संबंधों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं: (X)=M(X) / वी (एम), ρ (वाई) = एम (वाई) / वी (एम)। गैस Y पर गैस X का सापेक्ष घनत्व, जिसे Dy(X) के रूप में दर्शाया गया है, इन गैसों के घनत्व का अनुपात है ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) = एम (एक्स) एक्सवी (एम) / वी (एम) एक्सएम (वाई) = एम (एक्स) / एम (वाई)। दाढ़ की मात्रा कम हो जाती है, और इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि गैस Y पर गैस X का सापेक्ष घनत्व उनके दाढ़ या सापेक्ष आणविक द्रव्यमान के अनुपात के बराबर है (वे संख्यात्मक रूप से बराबर हैं)।

गैसों का घनत्व अक्सर हाइड्रोजन के संबंध में निर्धारित किया जाता है, सभी गैसों में सबसे हल्का, जिसका दाढ़ द्रव्यमान 2 ग्राम / मोल होता है। वे। यदि समस्या कहती है कि अज्ञात गैस X का हाइड्रोजन घनत्व है, मान लीजिए, 15 (सापेक्ष घनत्व एक आयामहीन मात्रा है!), तो इसका दाढ़ द्रव्यमान खोजना मुश्किल नहीं है: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 जी / मोल। अक्सर हवा के सापेक्ष गैस का आपेक्षिक घनत्व भी इंगित किया जाता है। यहां आपको यह जानने की जरूरत है कि हवा का औसत सापेक्ष आणविक भार 29 है, और आपको पहले से ही 2 से नहीं, बल्कि 29 से गुणा करने की आवश्यकता है।

घनत्व कहा जाता है भौतिक मात्रा, जो किसी वस्तु, पदार्थ या तरल के द्रव्यमान का उस आयतन से अनुपात निर्धारित करता है जो वे अंतरिक्ष में रखते हैं। आइए बात करते हैं कि घनत्व क्या है, किसी पिंड और पदार्थ का घनत्व कैसे भिन्न होता है, और कैसे (किस सूत्र का उपयोग करके) भौतिकी में घनत्व ज्ञात करें।

घनत्व के प्रकार

यह स्पष्ट किया जाना चाहिए कि घनत्व को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

अध्ययन के तहत वस्तु के आधार पर:

एक पिंड का घनत्व - सजातीय निकायों के लिए - शरीर के द्रव्यमान का अंतरिक्ष में व्याप्त आयतन का प्रत्यक्ष अनुपात है।
किसी पदार्थ का घनत्व इस पदार्थ से बने पिंडों का घनत्व है। पदार्थों का घनत्व स्थिर रहता है। विशेष तालिकाएँ हैं जहाँ घनत्व का संकेत दिया गया है विभिन्न पदार्थ. उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम का घनत्व 2.7 * 103 किग्रा / मी 3 है। एल्युमिनियम के घनत्व और इससे बने पिंड के द्रव्यमान को जानने के बाद, हम इस पिंड के आयतन की गणना कर सकते हैं। या, यह जानते हुए कि शरीर एल्यूमीनियम से बना है और इस शरीर की मात्रा को जानकर, हम आसानी से इसके द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं। इन मूल्यों को कैसे खोजें, हम थोड़ी देर बाद विचार करेंगे, जब हम घनत्व की गणना के लिए एक सूत्र प्राप्त करेंगे।
यदि शरीर में कई पदार्थ होते हैं, तो इसके घनत्व को निर्धारित करने के लिए, प्रत्येक पदार्थ के लिए इसके विवरण के घनत्व की अलग-अलग गणना करना आवश्यक है। इस घनत्व को शरीर का औसत घनत्व कहते हैं।

जिस पदार्थ से शरीर बना है उसकी सरंध्रता के आधार पर:

सच्चा घनत्व वह घनत्व है जिसकी गणना शरीर में रिक्तियों को ध्यान में रखे बिना की जाती है।
विशिष्ट गुरुत्व- या स्पष्ट घनत्व - यह वह है जिसकी गणना एक झरझरा या भुरभुरा पदार्थ से युक्त शरीर के रिक्त स्थान को ध्यान में रखकर की जाती है।

तो आप घनत्व कैसे पाते हैं?

घनत्व सूत्र

किसी पिंड का घनत्व ज्ञात करने का सूत्र इस प्रकार है:

p = m / V, जहाँ p पदार्थ का घनत्व है, m पिंड का द्रव्यमान है, V अंतरिक्ष में पिंड का आयतन है।

यदि हम किसी विशेष गैस के घनत्व की गणना करते हैं, तो सूत्र इस तरह दिखेगा:

p \u003d M / V m p गैस का घनत्व है, M गैस का दाढ़ द्रव्यमान है, V m दाढ़ की मात्रा है, जो सामान्य परिस्थितियों में 22.4 l / mol है।

उदाहरण: किसी पदार्थ का द्रव्यमान 15 किग्रा है, वह 5 लीटर रखता है। पदार्थ का घनत्व कितना होता है?

समाधान: मानों को सूत्र में रखें

पी = 15/5 = 3 (किलो/ली)

उत्तर: पदार्थ का घनत्व 3 किग्रा/ली है

घनत्व इकाइयाँ

किसी पिंड और पदार्थ का घनत्व कैसे ज्ञात किया जाए, यह जानने के अलावा, घनत्व माप की इकाइयों को जानना भी आवश्यक है।

के लिए ठोस- किग्रा / मी 3, जी / सेमी 3
तरल पदार्थों के लिए - 1 ग्राम / एल या 10 3 किग्रा / मी 3
गैसों के लिए - 1 ग्राम / लीटर या 10 3 किग्रा / मी 3

आप हमारे लेख में घनत्व इकाइयों के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।

घर पर घनत्व कैसे खोजें

घर पर किसी पिंड या पदार्थ का घनत्व ज्ञात करने के लिए, आपको आवश्यकता होगी:

तराजू;
सेंटीमीटर अगर शरीर ठोस है;
पोत, यदि आप किसी तरल के घनत्व को मापना चाहते हैं।

घर पर किसी पिंड का घनत्व ज्ञात करने के लिए, आपको उसके आयतन को एक सेंटीमीटर या बर्तन से मापना होगा, और फिर शरीर को तराजू पर रखना होगा। यदि आप किसी तरल के घनत्व को माप रहे हैं, तो गणना करने से पहले उस बर्तन के द्रव्यमान को घटाना सुनिश्चित करें जिसमें आपने तरल डाला था। घर पर गैसों के घनत्व की गणना करना अधिक कठिन है, हम तैयार तालिकाओं का उपयोग करने की सलाह देते हैं जिसमें विभिन्न गैसों के घनत्व पहले से ही इंगित किए जाते हैं।

ρ = एम (गैस) / वी (गैस)

डी बाय वाई (एक्स) \u003d एम (एक्स) / एम (वाई)

इसलिए:
डी हवा से। = एम (गैस एक्स) / 29

गैस की गतिशील और गतिज चिपचिपाहट।

गैसों की चिपचिपाहट (आंतरिक घर्षण की घटना) गैस परतों के बीच घर्षण बलों की उपस्थिति है जो समानांतर और विभिन्न वेगों में एक दूसरे के सापेक्ष चलती हैं।
गैस की दो परतों के परस्पर क्रिया को एक ऐसी प्रक्रिया के रूप में माना जाता है जिसके दौरान संवेग एक परत से दूसरी परत में स्थानांतरित होता है।
गैस की दो परतों के बीच प्रति इकाई क्षेत्र घर्षण बल, एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से परत से परत तक प्रति सेकंड स्थानांतरित गति के बराबर, द्वारा निर्धारित किया जाता है न्यूटन का नियम:

गैस परतों की गति की दिशा के लंबवत दिशा में वेग प्रवणता।
माइनस साइन इंगित करता है कि संवेग घटते वेग की दिशा में ले जाया जाता है।
- डायनेमिक गाढ़ापन।
, कहाँ पे
गैस का घनत्व है,
- अणुओं की अंकगणितीय औसत गति,
- औसत लंबाईअणुओं का मुक्त पथ।

चिपचिपाहट का गतिज गुणांक।

महत्वपूर्ण गैस पैरामीटर: cr, cr।

महत्वपूर्ण तापमान वह तापमान है जिसके ऊपर, किसी भी दबाव में, गैस को तरल अवस्था में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। एक महत्वपूर्ण तापमान पर गैस को द्रवित करने के लिए आवश्यक दबाव को महत्वपूर्ण दबाव कहा जाता है। गैस मापदंडों को देखते हुए।दिए गए पैरामीटर आयाम रहित मात्राएं हैं जो दर्शाती हैं कि गैस की स्थिति (दबाव, तापमान, घनत्व, विशिष्ट मात्रा) के वास्तविक पैरामीटर कितनी बार महत्वपूर्ण से अधिक या कम हैं:

डाउनहोल उत्पादन और भूमिगत गैस भंडारण।

गैस घनत्व: निरपेक्ष और सापेक्ष।

गैस का घनत्व इसकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है। गैस के घनत्व की बात करें तो, आमतौर पर इसका मतलब सामान्य परिस्थितियों (यानी, तापमान और दबाव पर) में इसका घनत्व होता है। इसके अलावा, एक गैस के आपेक्षिक घनत्व का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिसका अर्थ है किसी दिए गए गैस के घनत्व का समान परिस्थितियों में हवा के घनत्व का अनुपात। यह देखना आसान है कि किसी गैस का आपेक्षिक घनत्व उस स्थिति पर निर्भर नहीं करता है जिसमें वह स्थित है, क्योंकि गैसीय अवस्था के नियमों के अनुसार, सभी गैसों के आयतन उसी में दबाव और तापमान में परिवर्तन के साथ बदलते हैं। मार्ग।

सामान्य परिस्थितियों में गैस का निरपेक्ष घनत्व 1 लीटर गैस का द्रव्यमान होता है। आमतौर पर गैसों के लिए इसे g / l में मापा जाता है।

ρ = एम (गैस) / वी (गैस)

यदि हम 1 मोल गैस लें, तो:

और गैस के दाढ़ द्रव्यमान को दाढ़ की मात्रा से घनत्व को गुणा करके पाया जा सकता है।

सापेक्ष घनत्व D एक ऐसा मान है जो दर्शाता है कि गैस X, गैस Y से कितनी गुना भारी है। इसकी गणना गैसों X और Y के दाढ़ द्रव्यमान के अनुपात के रूप में की जाती है:

डी बाय वाई (एक्स) \u003d एम (एक्स) / एम (वाई)

अक्सर, हाइड्रोजन और हवा के लिए गैसों के सापेक्ष घनत्व का उपयोग गणना के लिए किया जाता है।

हाइड्रोजन के लिए सापेक्ष गैस घनत्व X:

D बटा H2 = M (गैस X) / M (H2) = M (गैस X) / 2

वायु गैसों का मिश्रण है, इसलिए इसके लिए केवल औसत दाढ़ द्रव्यमान की गणना की जा सकती है।

इसका मान 29 g/mol (अनुमानित औसत संरचना के आधार पर) के रूप में लिया जाता है।
इसलिए:
डी हवा से। = एम (गैस एक्स) / 29

गैस घनत्व B (pw, g / l) का निर्धारण गैस के साथ ज्ञात आयतन के एक छोटे ग्लास फ्लास्क (mv) को तौलकर (चित्र 274, a) या गैस पाइकोनोमीटर (चित्र 77 देखें), सूत्र का उपयोग करके किया जाता है।

जहाँ V शंकु का आयतन (5 - 20 मिली) या पाइकोनोमीटर है।

शंकु को दो बार तौला जाता है: पहले खाली किया जाता है और फिर जांच के तहत गैस से भर दिया जाता है। प्राप्त 2 द्रव्यमानों के मूल्यों में अंतर से, गैस mv, g का द्रव्यमान ज्ञात किया जाता है। शंकु को गैस से भरते समय, इसका दबाव मापा जाता है, और जब तौला जाता है, तो तापमान वातावरण, जिसे शंकु में गैस के तापमान के रूप में लिया जाता है। गैस के पी और टी के पाए गए मान सामान्य परिस्थितियों में गैस के घनत्व की गणना करना संभव बनाते हैं (0 डिग्री सेल्सियस; लगभग 0.1 एमपीए)।

हवा में गैस के साथ शंकु के द्रव्यमान के नुकसान के लिए सुधार को कम करने के लिए, जब इसे एक कंटेनर के रूप में तौला जाता है, तो बैलेंस बीम की दूसरी भुजा पर ठीक उसी मात्रा का एक सीलबंद शंकु रखा जाता है।

चावल। 274. गैस के घनत्व को निर्धारित करने के लिए उपकरण: एक शंकु (ए) और तरल (बी) और पारा (सी) इफ्यूओमीटर

इस शंकु की सतह को हर बार ठीक उसी तरह से संसाधित (साफ) किया जाता है जैसे कि गैस से तौला जाता है।

निकासी प्रक्रिया के दौरान, शंकु को थोड़ा गर्म किया जाता है, जिससे यह कई घंटों के लिए वैक्यूम सिस्टम से जुड़ा रहता है, क्योंकि शेष हवा और नमी को निकालना मुश्किल होता है। एक खाली शंकु वायुमंडलीय दबाव द्वारा दीवारों के संपीड़न के कारण आयतन बदल सकता है। इस तरह के संपीड़न से प्रकाश गैसों के घनत्व को निर्धारित करने में त्रुटि 1% तक पहुंच सकती है। कुछ मामलों में, सापेक्ष घनत्व डीवी एक गैस के लिए भी निर्धारित किया जाता है, यानी किसी दिए गए गैस पी के घनत्व का अनुपात, एक मानक पी 0 के रूप में चुना गया, एक ही तापमान और दबाव पर लिया जाता है:

जहां एमवी और मो क्रमशः जांच की गई गैस बी और मानक के दाढ़ द्रव्यमान हैं, उदाहरण के लिए, वायु या हाइड्रोजन, जी / मोल।

हाइड्रोजन के लिए M0 = 2.016 g/mol, इसलिए

इस अनुपात से, आप गैस के दाढ़ द्रव्यमान को निर्धारित कर सकते हैं, यदि हम इसे आदर्श मानते हैं।

गैस के घनत्व को निर्धारित करने के लिए एक त्वरित तरीका दबाव में एक छोटे छिद्र से इसके बहिर्वाह की अवधि को मापना है, जो बहिर्वाह वेग के समानुपाती होता है।

जहां v और τo ~ क्रमशः गैस B और वायु का बहिर्वाह समय है।

इस विधि द्वारा गैस घनत्व का मापन इफ्यूसियोमीटर (चित्र 274.6) की पट्टी के साथ किया जाता है - लगभग 400 मिमी ऊंचा एक चौड़ा सिलेंडर बी, जिसके अंदर एक बर्तन 5 होता है जिसमें आधार 7 होता है जो इनलेट के लिए छेद से सुसज्जित होता है और तरल का निकास। गैस के आयतन को पढ़ने के लिए पोत 5 में दो निशान M1 और M2 हैं, जिसका समय देखा जाता है। वाल्व 3 इनलेट गैस का कार्य करता है, और वाल्व 2 - केशिका 1 के माध्यम से रिलीज करने के लिए। थर्मामीटर 4 गैस के तापमान को नियंत्रित करता है।

इसकी समाप्ति की गति से गैस के घनत्व का निर्धारण निम्नानुसार किया जाता है। सिलेंडर बी तरल से भरा होता है, जिसमें गैस लगभग अघुलनशील होती है, इसलिए बर्तन 5 भी एम 2 के निशान से ऊपर भर जाता है। फिर, नल 3 के माध्यम से, एम 1 चिह्न के नीचे अध्ययन के तहत गैस द्वारा बर्तन 5 से तरल निचोड़ा जाता है, और सभी तरल सिलेंडर में रहना चाहिए। उसके बाद, बंद वाल्व 3 होने पर, वाल्व 2 खोला जाता है और अतिरिक्त गैस को केशिका 1 के माध्यम से बाहर निकलने की अनुमति दी जाती है। जैसे ही तरल एम 1 के निशान तक पहुंचता है, स्टॉपवॉच चालू हो जाती है। तरल, गैस को विस्थापित करते हुए, धीरे-धीरे M2 के निशान तक बढ़ जाता है। जिस समय द्रव का मेनिस्कस M2 के निशान को छूता है, स्टॉपवॉच बंद हो जाती है। प्रयोग 2-3 बार दोहराया जाता है। इसी तरह के संचालन हवा के साथ किए जाते हैं, परीक्षण गैस के अवशेषों से बर्तन 5 को अच्छी तरह से धोते हैं। गैस के बहिर्वाह की अवधि के विभिन्न अवलोकन 0.2 - 0.3 एस से अधिक भिन्न नहीं होने चाहिए।

यदि अध्ययन के तहत गैस के लिए एक तरल का चयन करना असंभव है जिसमें यह थोड़ा घुलनशील होगा, तो पारा इफ्यूजन मीटर का उपयोग किया जाता है (चित्र 274, सी)। इसमें एक कांच का बर्तन 4 होता है जिसमें तीन-तरफा वाल्व 1 और सर्ज पोत 5 पारे से भरा हुआ। वेसल 4 कांच के बर्तन 3 में स्थित है, जो थर्मोस्टेट के रूप में कार्य करता है। गैस को वाल्व 1 के माध्यम से पोत 4 में पेश किया जाता है, पारा को M1 चिह्न से नीचे विस्थापित करता है। परीक्षण गैस या वायु को केशिका 2 के माध्यम से छोड़ा जाता है, जो समतल पोत को ऊपर उठाती है। गैसों के घनत्व को निर्धारित करने के लिए अधिक संवेदनशील उपकरण स्टॉक गैस हाइड्रोमीटर (चित्र। 275, ए) और गैस स्केल हैं।

स्टॉक अल्फ्रेड (1876-1946) - जर्मन अकार्बनिक रसायनज्ञ और विश्लेषक।

स्टॉक हाइड्रोमीटर में, क्वार्ट्ज ट्यूब का एक सिरा 30 - 35 मिमी के व्यास वाली पतली दीवार वाली गेंद 1 में फुलाया जाता है, हवा से भरा होता है, और दूसरा बाल 7 में खींचा जाता है। लोहे की एक छोटी छड़ 3 कसकर होती है। ट्यूब के अंदर निचोड़ा हुआ।

चावल। 275. रॉड हाइड्रोमीटर (ए) और स्थापना आरेख (बी)

एक गेंद के साथ कट की नोक एक क्वार्ट्ज या एगेट समर्थन पर टिकी हुई है। गेंद के साथ ट्यूब एक पॉलिश गोल डाट के साथ एक क्वार्ट्ज बर्तन 5 में रखा गया है। बर्तन के बाहर लोहे की कोर के साथ एक परिनालिका 6 है। सोलेनोइड के माध्यम से बहने वाली विभिन्न शक्तियों की एक धारा की मदद से, घुमाव वाले हाथ की स्थिति को गेंद के साथ संरेखित किया जाता है ताकि बाल 7 बिल्कुल शून्य सूचक 8 पर इंगित करें। दूरबीन या माइक्रोस्कोप का उपयोग करके बालों की स्थिति देखी जाती है। .

किसी भी कंपन को खत्म करने के लिए स्टेम हाइड्रोमीटर को ट्यूब 2 में वेल्डेड किया जाता है।

आसपास की गैस के दिए गए घनत्व के लिए गेंद और ट्यूब संतुलन में हैं। यदि पात्र 5 में एक गैस को स्थिर दाब पर दूसरी गैस द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो गैस के घनत्व में परिवर्तन के कारण संतुलन गड़बड़ा जाएगा। इसे बहाल करने के लिए, या तो गैस घनत्व कम होने पर रॉड 3 को इलेक्ट्रोमैग्नेट 6 के साथ नीचे खींचना आवश्यक है, या घनत्व बढ़ने पर इसे ऊपर की ओर बढ़ने दें। परिनालिका से प्रवाहित होने वाली धारा की शक्ति, जब साम्यावस्था पर पहुँच जाती है, घनत्व में परिवर्तन के समानुपाती होती है।

ज्ञात घनत्व की गैसों के लिए उपकरण को कैलिब्रेट किया जाता है। रॉड हाइड्रोमीटर की सटीकता 0.01 - 0.1% है, संवेदनशीलता लगभग DO "7 g है, माप सीमा 0 से 4 g / l तक है।

रॉड हाइड्रोमीटर के साथ स्थापना। स्टेम हाइड्रोमीटर / (चित्र-275.6) वैक्यूम सिस्टम से जुड़ा होता है ताकि यह ट्यूब 2 पर स्प्रिंग की तरह लटका रहे। ट्यूब 2 की कोहनी 3 को एक ठंडा मिश्रण के साथ देवर के बर्तन 4 में डुबोया जाता है, जो पारा वाष्प के संघनन के लिए -80 o C से अधिक तापमान बनाए रखने की अनुमति नहीं देता है, यदि हाइड्रोमीटर में वैक्यूम बनाने के लिए एक प्रसार पारा पंप का उपयोग किया जाता है। वाल्व 5 हाइड्रोमीटर को जांच के तहत गैस वाले फ्लास्क से जोड़ता है। जाल प्रसार पंप को परीक्षण गैस के संपर्क से बचाता है, और स्थिरता 7 दबाव को ठीक से समायोजित करने का कार्य करता है। पूरी प्रणाली एक ट्यूब के माध्यम से एक प्रसार पंप से जुड़ी हुई है।

थर्मोस्टेटिक रूप से नियंत्रित वॉटर जैकेट के साथ कैलिब्रेटेड गैस बेरेट (चित्र 84 देखें) का उपयोग करके गैस की मात्रा को मापा जाता है। केशिका परिघटनाओं में सुधार से बचने के लिए, गैस 3 और क्षतिपूर्ति 5 ब्यूरेट को एक ही व्यास के साथ चुना जाता है और थर्मोस्टेटिक रूप से नियंत्रित जैकेट 4 (चित्र। 276) में एक साथ रखा जाता है। पारा, ग्लिसरीन और अन्य तरल पदार्थ जो अध्ययन के तहत गैस को खराब रूप से भंग करते हैं, उन्हें बाधा तरल पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है।

इस उपकरण को निम्नानुसार संचालित करें। सबसे पहले, ब्यूरेट्स को नल 2 से ऊपर के स्तर तक तरल से भरें, बर्तन b को ऊपर उठाएं। फिर गैस ब्यूरेट को गैस स्रोत से जोड़ा जाता है और इसे पोत बी को कम करते हुए पेश किया जाता है, जिसके बाद वाल्व 2 बंद हो जाता है। ब्यूरेट 3 में गैस के दबाव को वायुमंडलीय दबाव के साथ बराबर करने के लिए, बर्तन बी को ब्यूरेट के करीब लाया जाता है और इतनी ऊंचाई पर सेट किया जाता है कि पारे की क्षतिपूर्ति 5 और गैस 3 ब्यूरेट में समान स्तर पर हो। चूंकि क्षतिपूर्ति ब्यूरेट वायुमंडल के साथ संचार करता है (इसका ऊपरी सिरा खुला है), मेनिस्कस की इस स्थिति के साथ, गैस ब्यूरेट में गैस का दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होगा।

उसी समय, वायुमंडलीय दबाव को बैरोमीटर का उपयोग करके और जैकेट 4 में पानी के तापमान को थर्मामीटर 7 का उपयोग करके मापा जाता है।

एक आदर्श गैस के लिए समीकरण का उपयोग करके गैस की मिली मात्रा को सामान्य परिस्थितियों (0 ° C; 0.1 MPa) में लाया जाता है:

V0 और V क्रमशः सामान्य परिस्थितियों में कम गैस का आयतन (l) और तापमान t (°C) पर गैस की मापी गई मात्रा है; पी - गैस की मात्रा को मापने के समय वायुमंडलीय दबाव, टॉर।

यदि गैस में जल वाष्प है या पानी या जलीय घोल के ऊपर एक बर्तन में मात्रा को मापने से पहले था, तो इसका आयतन सामान्य परिस्थितियों में लाया जाता है, प्रयोग के तापमान पर जल वाष्प दबाव p1 को ध्यान में रखते हुए (तालिका 37 देखें) :

समीकरण लागू होते हैं यदि गैस की मात्रा को मापते समय वायुमंडलीय दबाव अपेक्षाकृत 760 Torr के करीब था। दबाव असली गैसअणुओं की परस्पर क्रिया के कारण हमेशा आदर्श से कम होता है। इसलिए, गैस की मात्रा के पाए गए मूल्य में, विशेष संदर्भ पुस्तकों से ली गई गैस की अपूर्णता के लिए एक सुधार पेश किया गया है।

रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थाउच्च व्यावसायिक शिक्षा

"रूसी" स्टेट यूनिवर्सिटीतेल और गैस उन्हें। आईएम गुबकिन"

एक। तिमाशेव, टी.ए. बर्कुनोवा, ई.ए. ममादोव

गैस घनत्व निर्धारण

विशिष्टताओं के छात्रों के लिए "गैस कुओं के संचालन की तकनीक" और "गैस और गैस घनीभूत क्षेत्रों का विकास और संचालन" विषयों में प्रयोगशाला कार्य के कार्यान्वयन के लिए दिशानिर्देश:

डब्ल्यूजी, आरएन, आरबी, एमबी, एमओ, जीआर, जीआई, जीपी, जीएफ

प्रोफेसर ए.आई. के संपादन के तहत। एर्मोलाएवा

मास्को 2012

गैस घनत्व का निर्धारण।

प्रयोगशाला कार्य के लिए दिशानिर्देश / ए.एन. तिमाशेव,

टी.ए. बर्कुनोवा, ई.ए. ममाडोव - एम .: रूसी राज्य तेल और गैस विश्वविद्यालय का नाम आई.एम. गुबकिना, 2012।

गैस घनत्व के प्रयोगशाला निर्धारण के तरीकों की रूपरेखा तैयार की गई है। यह वर्तमान GOST 17310 - 2002 पर आधारित है।

विशिष्ट निर्देश तेल और गैस विश्वविद्यालयों के छात्रों के लिए अभिप्रेत हैं: आरजी, आरएन, आरबी, एमबी, एमओ, जीआर, जीआई, जीपी, जीएफ।

प्रकाशन गैस और गैस के विकास और संचालन विभाग में तैयार किया गया था

ज़ोकोन्डेनसेट जमा।

संकाय के शैक्षिक और कार्यप्रणाली आयोग के निर्णय द्वारा मुद्रित

बोटकी तेल और गैस क्षेत्र।



	परिचय………………………………………………………………।
	बुनियादी परिभाषाएँ ………………………………………।
	वायुमण्डलीय दाब पर प्राकृतिक गैस का घनत्व…………..
	गैस का आपेक्षिक घनत्व ………………………………………।
	दबाव और तापमान पर प्राकृतिक गैस का घनत्व ……….
	प्राकृतिक गैस के घनत्व को निर्धारित करने के लिए प्रयोगशाला के तरीके….
	पाइकोनोमेट्रिक विधि ………………………………………
	गणना सूत्र …………………………………………………..
	घनत्व निर्धारण प्रक्रिया ……………………………………
	गैस घनत्व की गणना ………………………………………
	बहिर्वाह विधि द्वारा गैस घनत्व का निर्धारण………………..
	अध्ययन किए गए हा के घनत्व को निर्धारित करने के लिए संबंधों की व्युत्पत्ति-
	पीछे………………………………………………………………………..
2.2.2. काम का क्रम …………………………………।
2.2.3. माप परिणामों का प्रसंस्करण …………………………..
	परीक्षण प्रश्न……………………………………………..
	साहित्य……………………………………………………………।
	अनुबंध A……………………………………………………………
	परिशिष्ट बी…………………………………………………………।
	परिशिष्ट बी…………………………………………………………

परिचय

प्राकृतिक गैसों और हाइड्रोकार्बन संघनन के भौतिक गुणों का उपयोग किया जाता है

क्षेत्र के डिजाइन चरण, विकास और विकास दोनों में उपयोग किया जाता है

प्राकृतिक गैसों का घनत्व, और क्षेत्र विकास के विश्लेषण और नियंत्रण में,

गैस और गैस घनीभूत कुओं से उत्पादों को इकट्ठा करने और तैयार करने के लिए प्रणाली का संचालन। अध्ययन किए जाने वाले मुख्य भौतिक गुणों में से एक जमा का गैस घनत्व है।

चूंकि प्राकृतिक गैस क्षेत्रों की गैस संरचना जटिल है,

हाइड्रोकार्बन (अल्केन्स, साइक्लोअल्केन्स और एरेन्स) और गैर-हाइड्रोकार्बन से मिलकर बनता है

घटक (नाइट्रोजन, हीलियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी गैस, साथ ही अम्लीय घटक

नाइट्स एच 2 एस और सीओ 2), घनत्व के प्रयोगशाला निर्धारण की आवश्यकता है

एसटी गैसें।

इस में दिशा निर्देशोंनिर्धारित करने के लिए गणना के तरीकों पर विचार किया

ज्ञात संरचना के अनुसार गैस घनत्व का निर्धारण, साथ ही गैस घनत्व का निर्धारण करने के लिए दो प्रयोगशाला विधियों: पाइकोनोमेट्रिक और एक केशिका के माध्यम से प्रवाह की विधि

1. मूल परिभाषाएं

1.1. वायुमंडलीय दबाव पर प्राकृतिक गैस का घनत्व

किसी गैस का घनत्व पदार्थ के इकाई आयतन v में निहित द्रव्यमान M के बराबर होता है

वीए सामान्य n P 0.1013 MPa, T 273K और . पर गैस घनत्व भेद करें

	R 0.1013MPa, T 293K . के साथ मानक									परिस्थितियों के साथ-साथ किसी भी दबाव में
	लेनिया और तापमान ,Т.									ज्ञात आणविक भार
	सामान्य परिस्थितियों में घनत्व है



	मानक शर्तों के तहत

जहाँ M गैस का आणविक भार है, kg/kmol; 22.41 और 24.04, m3 / kmol - गैस की दाढ़ की मात्रा, क्रमशः, सामान्य (0.1013 MPa, 273 K) और मानक पर

(0.1013 एमपीए, 293 के) शर्तें।

हाइड्रोकार्बन और गैर-हाइड्रोकार्बन घटकों (अम्लीय और निष्क्रिय) से युक्त प्राकृतिक गैसों के लिए, स्पष्ट आणविक भार M से

सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है



				êã/ êì î ëü,

जहाँ M i i-वें घटक का आणविक भार है, kg/kmol; n i मिश्रण में i-वें घटक का मोलर प्रतिशत है;

k मिश्रण (प्राकृतिक गैस) में घटकों की संख्या है।

प्राकृतिक गैस सेमी का घनत्व बराबर है



							0.1 एमपीए और 293 के . पर


							0.1 एमपीए और 293 के . पर

i-वें घटक का घनत्व 0.1 MPa और 293 K है।

अलग-अलग घटकों पर डेटा तालिका 1 में दिखाया गया है।

घनत्व रूपांतरण पर विभिन्न शर्तेंतापमान और दबाव

अनुबंध बी में 0.1013 एमपीए (101.325 केपीए)।

1.2. सापेक्ष गैस घनत्व

इंजीनियरिंग गणना के अभ्यास में, रिश्तेदार की अवधारणा

गैस घनत्व और वायु घनत्व के अनुपात के बराबर घनत्व समान मूल्यदबाव और तापमान। आम तौर पर, सामान्य या मानक स्थितियों को संदर्भ के रूप में लिया जाता है, जबकि वायु घनत्व है

जिम्मेदारी से 0 1.293 किग्रा / मी 3 और 20 1.205 किग्रा / मी 3 की मात्रा। फिर रिश्तेदार

प्राकृतिक गैस का घनत्व बराबर होता है

1.3. दबाव और तापमान पर प्राकृतिक गैस का घनत्व

जलाशय, वेलबोर, गैस में स्थितियों के लिए गैस घनत्व

उचित दबाव और तापमान पर तार और उपकरण निर्धारित करते हैं

निम्न सूत्र के अनुसार गणना की जाती है

जहां पी और टी उस स्थान पर दबाव और तापमान हैं जहां गैस घनत्व की गणना की जाती है; 293 K और 0.1013 MPa - सेमी मिलने पर मानक स्थितियाँ;

z ,z 0 और और . पर क्रमशः गैस अतिसंपीड़नीयता के गुणांक हैं

मानक शर्तों के तहत (मान z 0 = 1)।

सुपरकंप्रेसिबिलिटी फैक्टर z को निर्धारित करने का सबसे सरल तरीका ग्राफिकल विधि है। दिए गए मापदंडों पर z की निर्भरता है

अंजीर में रखा एक।

एक-घटक गैस (शुद्ध गैस) के लिए, दिए गए पैरामीटर निर्धारित किए जाते हैं

सूत्रों द्वारा विभाजित




	और टी सी गैस के महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं।
बहुघटक (प्राकृतिक) गैसों के लिए, पूर्व-गणना करें
निर्भरता के अनुसार छद्म-राजनीतिक दबाव और तापमान




	टी नस्कन आईटी सीआई / 100,

	और टी सी गैस के i-वें घटक के महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं।

चूंकि प्राकृतिक गैस की संरचना ब्यूटेन C4 H10 . के लिए निर्धारित होती है		या हेक्सेन C6 H14

समावेशी, और अन्य सभी घटकों को एक शेष (छद्म-घटक) में संयोजित किया जाता है

घटक) C5+ या C7+, इस मामले में, महत्वपूर्ण पैरामीटर सूत्र द्वारा निर्धारित किए जाते हैं

100 एम पर 5 240 और 700डी 5 950 के साथ,

с 5 С5+ (С7+) kg/kmol का आणविक भार है;

डी सी 5 С5+ (С7+) छद्म घटक, किलो/एम 3 का घनत्व है।

M s . के बीच संबंध		क्रेग के सूत्र द्वारा पाया जाता है

तालिका नंबर एक

प्राकृतिक गैस घटकों के संकेतक

संकेतक

अवयव

मॉलिक्यूलर मास्स,

एम किलो / किमी

घनत्व, किग्रा/एम3 0.1

सापेक्ष प्लॉट-

महत्वपूर्ण मात्रा,

dm3 / किमी

गंभीर दबाव,

गंभीर तापमान-

गंभीर संपीड़न

ब्रिज, जेडसीआरई

एसेंट्रिक कारक

चित्र 1 - दिए गए मापदंडों पर सुपरकंप्रेसिबिलिटी फैक्टर z की निर्भरता Ppr तथा Tpr

2. प्राकृतिक गैस के घनत्व को निर्धारित करने के लिए प्रयोगशाला के तरीके

2.1. पाइकोनोमेट्रिक विधि

पाइकोनोमेट्रिक विधि GOST 17310-2002 मानक के अनुसार स्थापित की गई है

जो गैसों और गैस मिश्रणों के घनत्व (सापेक्ष घनत्व) को निर्धारित करता है।

विधि का सार सूखे हवा और सूखे के साथ श्रृंखला में 100-200 सेमी 3 की मात्रा के साथ एक ग्लास पाइकोनोमीटर वजन में निहित है

उसी तापमान और दबाव पर अगली गैस।

शुष्क हवा का घनत्व एक संदर्भ मूल्य है। पाइकोनोमीटर के आंतरिक आयतन को जानकर अज्ञात संघटन की प्राकृतिक गैस का घनत्व ज्ञात करना संभव है

(परीक्षण गैस)। ऐसा करने के लिए, पाइकोनोमीटर ("पानी की संख्या") का आंतरिक आयतन प्रारंभिक रूप से सूखी हवा और आसुत जल के साथ पाइकोनोमीटर को वैकल्पिक रूप से तौलकर निर्धारित किया जाता है, जिसके घनत्व को जाना जाता है। फिर तौलें-

जांच की गई गैस से भरा एक पाइकोनोमीटर सिल दिया जाता है। टेस्ट गैस के साथ पाइकोनोमीटर के द्रव्यमान और हवा के साथ पाइकोनोमीटर के बीच का अंतर, पाइकोनोमीटर ("पानी की संख्या") के आयतन के मूल्य से विभाजित होता है, शुष्क हवा के घनत्व के मूल्य में जोड़ा जाता है,

जो अध्ययन के तहत गैस का अंतिम घनत्व है।

गणना सूत्रों की व्युत्पत्ति नीचे दिखाई गई है।

2.1.1. गणना सूत्र

प्राकृतिक गैस का घनत्व निम्नलिखित संबंधों के आधार पर पाइकोनोमेट्रिक विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है: