MEGHATÁROZÁS

légköri levegő sok gáz keveréke. A levegő összetett összetételű. Fő összetevői három csoportra oszthatók: állandó, változó és véletlenszerű. Az előbbiek közé tartozik az oxigén (a levegő oxigéntartalma kb. 21 térfogatszázalék), a nitrogén (kb. 86%) és az úgynevezett inert gázok (kb. 1%).

Tartalom alkotórészei gyakorlatilag független attól, hogy hol a földgömb száraz levegőből vettünk mintát. A második csoportba tartozik a szén-dioxid (0,02-0,04%) és a vízgőz (legfeljebb 3%). A véletlenszerű összetevők tartalma a helyi viszonyoktól függ: a kohászati ​​üzemek közelében gyakran jelentős mennyiségben keverednek levegővel savanyú gáz, olyan helyeken, ahol a szerves maradványok bomlása következik be - ammónia stb. A levegő a különféle gázokon kívül mindig több-kevesebb port tartalmaz.

A levegő sűrűsége egy olyan érték, amely megegyezik a Föld légkörében lévő gáz tömegének osztva térfogategységével. Nyomástól, hőmérséklettől és páratartalomtól függ. Van egy szabványos levegősűrűség - 1,225 kg / m 3, amely megfelel a száraz levegő sűrűségének 15 o C hőmérsékleten és 101330 Pa nyomáson.

Tapasztalatból ismerve egy liter levegő tömegét normál körülmények között (1,293 g), kiszámítható a levegő molekulatömege, ha egyedi gáz lenne. Mivel bármely gáz gramm molekulája normál körülmények között 22,4 liter térfogatot foglal el, a levegő átlagos molekulatömege

22,4 × 1,293 = 29.

Ezt a számot - 29 - emlékezni kell: ennek ismeretében könnyen kiszámítható bármely gáz sűrűsége a levegőhöz viszonyítva.

A folyékony levegő sűrűsége

Ha elég lehűlt, a levegő beáramlik folyékony halmazállapot. A folyékony levegő meglehetősen hosszú ideig tárolható duplafalú edényekben, amelyek közötti térből a levegőt kiszivattyúzzák a hőátadás csökkentése érdekében. Hasonló edényeket használnak például termoszokban.

A normál körülmények között szabadon elpárolgó folyékony levegő hőmérséklete körülbelül (-190 o C). Összetétele instabil, mivel a nitrogén könnyebben elpárolog, mint az oxigén. A nitrogén eltávolításával a folyékony levegő színe kékesről halványkékre változik (a folyékony oxigén színe).

Folyékony levegőben az etil-alkohol, a dietil-éter és sok gáz könnyen szilárd halmazállapotúvá válik. Ha például a szén-dioxidot folyékony levegőn vezetik át, akkor fehér pelyhekké alakul, hasonlóak kinézet a hóra. A folyékony levegőbe merített higany szilárd és képlékeny lesz.

Sok folyékony levegővel lehűtött anyag drámaian megváltoztatja tulajdonságait. Így a repedés és az ón olyan törékennyé válik, hogy könnyen porrá válik, az ólomharang tiszta csengőhangot ad, a megfagyott gumigolyó pedig összetörik, ha a padlóra ejtik.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

2. PÉLDA

A feladat	Határozza meg, hányszor nehezebb a levegőnél a hidrogén-szulfid H 2 S.
Megoldás	Egy adott gáz tömegének és egy másik, azonos térfogatú, azonos hőmérsékletű és nyomású gáz tömegének arányát az első gáz relatív sűrűségének nevezzük a másodikhoz képest. Ez az érték azt mutatja, hogy az első gáz hányszor nehezebb vagy könnyebb, mint a második gáz. A levegő relatív molekulatömege 29 (figyelembe véve a levegő nitrogén-, oxigén- és egyéb gáztartalmát). Meg kell jegyezni, hogy a "levegő relatív molekulatömege" fogalmát feltételesen használják, mivel a levegő gázok keveréke. D levegő (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (levegő); D levegő (H2S) = 34/29 = 1,17. M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.
Válasz	A hidrogén-szulfid H 2 S 1,17-szer nehezebb a levegőnél.

A földgáz keveréke szénhidrogén gázok, az altalajban külön lerakódások és lerakódások formájában, valamint oldott formában olajlerakódásokban vagy úgynevezett "gázsapkák" formájában fordulnak elő. Alapvető fizikai és Kémiai tulajdonságok földgáz ez:

A gázok sűrűsége az anyag térfogategységenkénti tömege - g / cm 3. Gyakorlati célokra a gáz levegőhöz viszonyított relatív sűrűségét használjuk, pl. a gázsűrűség és a levegő sűrűségének aránya. Más szóval, ez azt jelzi, hogy egy gáz mennyivel könnyebb vagy nehezebb a levegőnél:

ahol a ρ normál körülmények között 1,293 kg / m 3;

A metán relatív sűrűsége 0,554, az etáné 1,05, a propáné pedig 1,55. Ezért szivárgás esetén a háztartási gáz (propán) a házak pincéjében halmozódik fel, és ott robbanásveszélyes keveréket képez.

Égéshő

Égéshő ill fűtőértéke- 1 m 3 gáz teljes elégetése során felszabaduló hőmennyiség. Átlagosan 35160 kJ / m 3 (kilojoule per 1 m 3).

Gázoldhatóság

Oldhatóság olajban

A gáz olajban való oldhatósága az olaj és gáz nyomásától, hőmérsékletétől és összetételétől függ. A nyomás növekedésével a gáz oldhatósága is nő. A hőmérséklet emelkedésével a gáz oldhatósága csökken. Az alacsony molekulatömegű gázok nehezebben oldódnak olajokban, mint a zsírosabbak.

Az olajsűrűség növekedésével, i.e. a benne lévő makromolekuláris vegyületek mennyiségének növekedésével a benne lévő gáz oldhatósága csökken.

A gáz olajban való oldhatóságának mutatója a - G gáztényező, amely 1 m 3 (vagy 1 tonna) gáztalanított olajban lévő gáz mennyiségét mutatja. M 3 / m 3 -ben vagy m 3 / t-ban mérik.

E mutató szerint a betétek a következőkre oszlanak:

1) olaj - G<650 м 3 /м 3 ;

2) olaj gázsapkával - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) gázkondenzátum - G>900 m 3 /m 3.

A víz oldhatósága sűrített gázban

A sűrített gázban nagy nyomáson a víz feloldódik. Ez a nyomás lehetővé teszi a víz mozgatását az altalajban nemcsak folyadékban, hanem gázfázisban is, ami biztosítja annak nagyobb mozgékonyságát és áteresztőképességét a kőzeteken keresztül. A víz mineralizációjának növekedésével a gázban való oldhatósága csökken.

A folyékony szénhidrogének oldhatósága sűrített gázokban

A folyékony szénhidrogének jól oldódnak a sűrített gázokban, így gázkondenzátum keverékek jönnek létre. Ez megteremti a folyékony szénhidrogének gázfázisú átvitelének (migrációjának) lehetőségét, megkönnyítve és gyorsabb mozgását a kőzettömegen.

A nyomás és a hőmérséklet növekedésével a folyékony szénhidrogének gázban való oldhatósága nő.

Összenyomhatóság

A képződménygáz összenyomhatósága a földgázok nagyon fontos tulajdonsága. A gáz térfogata tározói körülmények között 2 nagyságrenddel (azaz körülbelül 100-szor) kisebb, mint a földfelszínen szokásos körülmények között. Ennek az az oka, hogy a gáznak nagy az összenyomhatósága at magas nyomásokés hőmérsékletek.

Az összenyomhatóság mértékét a tározógáz térfogataránya fejezi ki, amely a tartály körülményei között lévő gáz térfogatának a légköri körülmények között lévő azonos mennyiségű gáz térfogatához viszonyított aránya.

A kondenzátumképződés szorosan összefügg a gázok összenyomhatóságának és a bennük lévő folyékony szénhidrogének oldhatóságának jelenségeivel. Tartályos körülmények között a nyomás növekedésével a folyékony komponensek gáz halmazállapotúvá válnak, és "gázoldott olajat" vagy gázkondenzátumot képeznek. Amikor a nyomás csökken, a folyamat az ellenkező irányba megy, azaz. gáz (vagy gőz) részleges kondenzációja folyékony halmazállapotúvá. Ezért a gáztermelés során a kondenzátum is a felszínre kerül.

Kondenzátum tényező

A kondenzátumtényező - CF - a nyers kondenzátum mennyisége cm 3 -ben 1 m3 leválasztott gázra.

Különbséget kell tenni a nyers és a stabil kondenzátum között. A nyers kondenzátum egy folyékony fázis, amelyben a gáznemű komponensek feloldódnak.

A kőolajból stabil kondenzátumot nyernek annak gáztalanításával. Csak folyékony szénhidrogénekből áll - pentán és magasabb.

Normál körülmények között a gázkondenzátumok színtelen, 0,625-0,825 g/cm 3 sűrűségű folyadékok, kezdeti forráspontjuk 24 0 C és 92 0 C között van. A frakciók többségének forráspontja 250 0 C-ig terjed.

A gáz egy gáz relatív molekula- vagy moláris tömegének összehasonlítása egy másik gázéval. Általános szabály, hogy kapcsolatban van meghatározva a könnyű gáz- hidrogén. A gázokat gyakran a levegővel is összehasonlítják.

Annak megmutatására, hogy melyik gázt választottuk az összehasonlításhoz, a teszt relatív sűrűségének szimbóluma elé egy indexet adunk, és magát a nevet zárójelbe írjuk. Például DH2(SO2). Ez azt jelenti, hogy a sűrűséget hidrogénből számítottuk ki. Ezt úgy kell értelmezni, mint "a kén-oxid sűrűsége hidrogénnel".

A gázsűrűség hidrogénből történő kiszámításához meg kell határozni a vizsgált gáz és hidrogén moláris tömegét a periódusos rendszer segítségével. Ha ez klór és hidrogén, akkor a mutatók így néznek ki: M (Cl2) \u003d 71 g / mol és M (H2) \u003d 2 g / mol. Ha a hidrogén sűrűségét elosztjuk a klór sűrűségével (71:2), az eredmény 35,5. Vagyis a klór 35,5-szer nehezebb, mint a hidrogén.

A gáz relatív sűrűsége nem függ a külső körülményektől. Ezt a gázok állapotának egyetemes törvényei magyarázzák, amelyek abból fakadnak, hogy a hőmérséklet és a nyomás változása nem vezet térfogatuk változásához. Ezen mutatók bármilyen változása esetén a mérések pontosan ugyanúgy történnek.

A gáz sűrűségének empirikus meghatározásához szükség van egy lombikra, ahová elhelyezhető. A gázzal ellátott lombikot kétszer kell lemérni: először - miután kiszivattyúzta belőle az összes levegőt; a második - a vizsgált gázzal való feltöltéssel. Előzetesen meg kell mérni a lombik térfogatát is.

Először ki kell számítania a tömegkülönbséget, és el kell osztania a lombik térfogatának értékével. Az eredmény a gáz sűrűsége adott körülmények között. Az állapotegyenlet segítségével kiszámíthatja a kívánt mutatót a normál ill ideális körülmények.

Egyes gázok sűrűségét az összefoglaló táblázatból tudhatja meg, amely kész információkkal rendelkezik. Ha a gáz szerepel a táblázatban, akkor ezt az információt további számítások és képletek használata nélkül lehet venni. Például a vízgőz sűrűsége megtalálható a víz tulajdonságainak táblázatából (Rivkin S.L. és mások referenciakönyve), annak elektronikus megfelelője, vagy olyan programok használatával, mint a WaterSteamPro és mások.

Különböző folyadékok esetén azonban a gőzzel való egyensúly az utóbbiak különböző sűrűségénél jön létre. Ennek oka az intermolekuláris kölcsönhatás erőinek különbsége. Minél magasabb, annál gyorsabban jön létre az egyensúly (például higany). Illékony folyadékokban (például éterben) az egyensúly csak jelentős gőzsűrűség esetén jöhet létre.

A különböző földgázok sűrűsége 0,72 és 2,00 kg/m3 között változik, relatív - 0,6 és 1,5 között. A legnagyobb sűrűség a H2S, CO2 és N2 nehéz szénhidrogén tartalmú gázokban van, a legkisebb a száraz metángázokban.

A tulajdonságokat összetétele, hőmérséklete, nyomása és sűrűsége határozza meg. Az utolsó mutatót a laboratórium határozza meg. Mindez a fentiektől függ. Meghatározhatja a sűrűségét különböző módszerek. A legpontosabb, ha vékony falú üvegedényben, pontos mérlegen mérünk.

Több, mint a földgázok azonos mutatója. A gyakorlatban ezt az arányt 0,6:1-nek veszik. A statikus elektromosság gyorsabban csökken, mint a gáz. 100 MPa nyomásig a földgáz sűrűsége meghaladhatja a 0,35 g/cm3-t.

Megállapítást nyert, hogy a növekedés a hidrátképződés hőmérsékletének emelkedésével járhat. A kis sűrűségű földgáz magasabb hőmérsékleten képez hidrátokat, mint a nagyobb sűrűségű gázok.

A sűrűségmérőket még csak most kezdik használni, és még mindig sok kérdés merül fel működésük és ellenőrzésük jellemzőivel kapcsolatban.

Utasítás

A feladattal való megbirkózás érdekében a relatív sűrűség képleteit kell használni:

Először keresse meg az ammónia relatív molekulatömegét, amely a D.I. táblázatból számítható ki. Mengyelejev.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, tehát
Mr(NH3) = 14 + 3 = 17

Helyettesítsük be a kapott adatokat a levegő relatív sűrűségének meghatározására szolgáló képletbe:
D (levegő) = Mr (ammónia) / Mr (levegő);
D (levegő) = Mr (ammónia) / 29;
D (levegő) = 17/29 = 0,59.

2. példa Számítsa ki az ammónia hidrogénhez viszonyított relatív sűrűségét!

Helyettesítse be a hidrogén relatív sűrűségének meghatározására szolgáló képlet adatait:
D (hidrogén) = Mr (ammónia) / Mr (hidrogén);
D (hidrogén) = Mr (ammónia) / 2;
D (hidrogén) = 17/2 = 8,5.

A hidrogén (a latin "Hydrogenium" szóból - "víz termelő") a periódusos rendszer első eleme. Széles körben elterjedt, három izotóp formájában létezik - protium, deutérium és trícium. A hidrogén világos színtelen gáz (14,5-szer könnyebb a levegőnél). Levegővel és oxigénnel keverve erősen robbanásveszélyes. Vegyiparban használják Élelmiszeripar, szintén rakéta üzemanyag. Kutatás folyik a felhasználás lehetőségéről hidrogénüzemanyagként autómotorok. Sűrűség hidrogén(valamint bármely más gáz) definiálható különböző utak.

Utasítás

Először is, a sűrűség univerzális meghatározása alapján - az anyag mennyisége térfogategységenként. Abban az esetben, ha zárt edényben van, a gáz sűrűségét elemileg, az (M1 - M2) / V képlet szerint határozzák meg, ahol M1 a gázzal ellátott edény össztömege, M2 a gáz tömege. üres edény, V pedig az edény belső térfogata.

Ha meg akarja határozni a sűrűséget hidrogén, olyan kiindulási adatokkal, mint , itt az ideális gáz univerzális állapotegyenlete, vagy a Mengyelejev-Clapeyron egyenlet: PV = (mRT)/M.
P - gáznyomás
V a térfogata
R az univerzális gázállandó
T a gáz hőmérséklete Kelvinben
M a gáz moláris tömege
m a gáz tényleges tömege.

Ideális gáznak olyan matematikai gázt tekintünk, amelyben a molekulák potenciális energiája a kinetikai energiájukhoz képest elhanyagolható. Az ideális gázmodellben a molekulák között nincsenek vonzó vagy taszító erők, és a részecskék ütközései más részecskékkel vagy az érfalakkal abszolút rugalmasak.

Természetesen sem a hidrogén, sem más gáz nem ideális, de ez a modell kellően nagy pontosságú számításokat tesz lehetővé közel légköri nyomáson, ill. szobahőmérséklet. Például adott a feladat: keresse meg a sűrűséget hidrogén 6-os nyomáson és 20 Celsius-fok hőmérsékleten.

Először konvertálja át az összes kezdeti értéket az SI rendszerre (6 atmoszféra \u003d 607950 Pa, 20 ° C \u003d 293 ° K). Ezután írja fel a Mengyelejev-Clapeyron egyenletet PV = (mRT)/M. Alakítsa át a következőre: P = (mRT)/MV. Mivel m / V a sűrűség (az anyag tömegének és térfogatának aránya), a következőt kapja: sűrűség hidrogén= PM/RT, és minden szükséges adatunk megvan a megoldáshoz. Ismeri a nyomást (607950), a hőmérsékletet (293), az univerzális gázállandót (8,31), moláris tömeg hidrogén (0,002).

Ha ezeket az adatokat behelyettesítjük a képletbe, a következőt kapjuk: sűrűség hidrogén adott körülmények között nyomás és hőmérséklet 0,499 kg / köbméter, vagy körülbelül 0,5.

Források:

• hogyan találjuk meg a hidrogén sűrűségét

Sűrűség- ez az anyag egyik jellemzője, megegyezik a tömeggel, térfogattal, hőmérséklettel, területtel. Ez egyenlő a tömeg/térfogat arányával. A fő feladat az, hogy megtanulják, hogyan kell kiszámítani ezt az értéket, és tudni, hogy mitől függ.

Utasítás

Sűrűség az anyag tömegének és térfogatának aránya. Ha meg akarja határozni egy anyag sűrűségét, és ismeri annak tömegét és térfogatát, akkor nem lesz nehéz megtalálnia a sűrűséget. A sűrűség meghatározásának legegyszerűbb módja ebben az esetben: p = m/V. Az SI rendszerben kg/m^3-ban értendő. Ezt a két értéket azonban nem mindig adják meg, ezért ismernie kell a sűrűség kiszámításának számos módját.

Sűrűség Megvan különböző jelentések az anyag típusától függően. Ezenkívül a sűrűség a sótartalom mértékétől és a hőmérséklettől függően változik. A hőmérséklet csökkenésével a sűrűség nő, és a sótartalom mértékének csökkenésével a sűrűség is csökken. Például a Vörös-tenger sűrűsége még mindig magasnak számít, míg a Balti-tengeren már kisebb. Észrevetted már, hogy ha vizet adsz hozzá, lebeg? Mindez annak köszönhető, hogy kisebb a sűrűsége, mint a víznek. A fémek és a kőanyagok éppen ellenkezőleg, elsüllyednek, mivel sűrűségük nagyobb. A testek sűrűsége alapján úszásuk körül keletkeztek.

Köszönhetően az úszótestek elméletének, amivel meg lehet találni egy test sűrűségét, a vizet, az egész test térfogatát és a bemerült részének térfogatát. Ez a képlet így néz ki: Vimmersed. részek / V test \u003d p test / p folyadék. Ebből következik, hogy a test sűrűsége a következőképpen határozható meg: p test \u003d V merített. részek * p folyadék / V test. Ez a feltétel teljesül a táblázatos adatok és a megadott V bemerített térfogatok alapján. alkatrészek és V test.

Kapcsolódó videók

4. tipp: Hogyan számítsuk ki egy anyag relatív molekulatömegét

A relatív molekulatömeg egy dimenzió nélküli érték, amely megmutatja, hogy egy molekula tömege hányszor nagyobb, mint egy szénatom tömegének 1/12-e. Ennek megfelelően a szénatom tömege 12 egység. Határozza meg a relatív molekulatömeget kémiai vegyület Megtehető az anyagmolekulát alkotó atomok tömegének összeadásával.

Szükséged lesz

• - toll;
• - jegyzetpapír;
• - számológép;
• - Mengyelejev asztal.

Utasítás

Keresse meg a periódusos táblázatban a molekulát alkotó elemek celláit! Az egyes anyagok relatív atomtömegének (Ar) értékei a cella bal alsó sarkában vannak feltüntetve. Írd át őket a legközelebbi egész számra kerekítve: Ar(H) - 1; Ar(P)-31; Ar(O) - 16.

Határozza meg a vegyület relatív molekulatömegét (Mr). Ehhez szorozzon atomtömeg minden elem a benne lévő atomok számával. Ezután adja össze a kapott értékeket. Foszforsav esetén: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

A relatív molekulatömeg számszerűen megegyezik az anyag moláris tömegével. Egyes feladatok ezt a hivatkozást használják. Példa: egy gáz 200 K hőmérsékleten és 0,2 MPa nyomáson 5,3 kg/m3 sűrűségű. Határozza meg a relatív molekulatömeget!

Használja a Mengyelejev-Claiperon egyenletet egy ideális gázra: PV = mRT/M, ahol V a gáz térfogata, m3; m egy adott térfogatú gáz tömege, kg; M a gáz moláris tömege, kg/mol; R az univerzális gázállandó. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – gáz, K; P - abszolút nyomás, Pa. Adjuk meg a moláris tömeget ebből az összefüggésből: М = mRT/(PV).

Mint tudják, sűrűség: p = m/V, kg/m3. Helyettesítse a következő kifejezésbe: M = pRT / P. Határozza meg a gáz moláris tömegét: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. A gáz relatív molekulatömege: Mr = 44. Gondolhatod, hogy szén-dioxidról van szó: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Források:

• relatív molekulatömeg kiszámítása

Kémiai laboratóriumokban és közben kémiai kísérletek otthon gyakran meg kell határozni egy anyag relatív sűrűségét. A relatív sűrűség egy adott anyag sűrűségének és egy másik anyag sűrűségének aránya bizonyos körülmények között, vagy egy referenciaanyag sűrűségéhez viszonyítva, amelyet desztillált víznek tekintünk. A relatív sűrűséget absztrakt számként fejezzük ki.

Szükséged lesz

• - táblázatok és könyvtárak;
• - hidrométer, piknométer vagy speciális mérleg.

Utasítás

Az anyagok relatív sűrűségét a desztillált víz sűrűségéhez viszonyítva a következő képlet határozza meg: d=p/p0, ahol d a kívánt relatív sűrűség, p a vizsgált anyag sűrűsége, p0 a referenciaanyag sűrűsége . Az utolsó paraméter táblázatos, és meglehetősen pontosan meghatározható: 20 ° C-on a víz sűrűsége 998,203 kg / m3, és maximális sűrűségét 4 ° C-on éri el - 999,973 kg / m3. A számítások megkezdése előtt ne felejtsük el, hogy p és p0-t ugyanabban az egységben kell kifejezni.

Ezenkívül egy anyag relatív sűrűsége megtalálható a fizikai és kémiai kézikönyvekben. A relatív sűrűség számértéke mindig megegyezik ugyanannak az anyagnak azonos feltételek melletti relatív fajsúlyával. Következtetés: használjon relatív táblázatokat fajsúly mintha relatív sűrűségű táblázatok lennének.

A relatív sűrűség meghatározásakor mindig vegye figyelembe a vizsgált és a referenciaanyagok hőmérsékletét. Az a tény, hogy az anyagok sűrűsége a lehűléssel csökken, és növekszik. Ha a vizsgált anyag hőmérséklete eltér a referenciaértéktől, végezzen javítást. Számítsa ki a relatív sűrűség átlagos változásaként 1 °C-on. Keresse meg a szükséges adatokat a hőmérsékleti korrekciók nomogramjain.

A gyakorlatban a folyadékok relatív sűrűségének gyors kiszámításához használjon hidrométert. Használjon piknométereket és speciális mérlegeket a relatív és szárazanyag mérésére. A klasszikus hidrométer egy üvegcső, amely alul kitágul. A cső alsó végén egy tartály vagy egy speciális anyag található. A cső felső része osztásokkal van jelölve, amelyek a vizsgált anyag relatív sűrűségének számértékét mutatják. Számos hidrométer ezenkívül hőmérőkkel is fel van szerelve a vizsgált anyag hőmérsékletének mérésére.

Avogadro törvénye

Molekulák távolsága gáznemű anyag egymástól külső körülményektől függ: nyomás és hőmérséklet. Ugyanazzal külső körülmények a különböző gázok molekulái közötti hézagok azonosak. Avogadro törvénye, amelyet 1811-ben fedeztek fel, kimondja, hogy azonos térfogatú különböző gázok azonos külső körülmények között (hőmérséklet és nyomás) tartalmaznak. ugyanaz a szám molekulák. Azok. ha V1=V2, T1=T2 és P1=P2, akkor N1=N2, ahol V a térfogat, T a hőmérséklet, P a nyomás, N a gázmolekulák száma (index "1" egy gázra, "2" másiknak).

Az Avogadro-törvény első következménye, moláris térfogat

Az Avogadro-törvény első következtetése kimondja, hogy azonos körülmények között bármely gázból ugyanannyi molekula ugyanazt a térfogatot foglalja el: V1=V2 N1=N2-nél, T1=T2 és P1=P2. Bármely gáz egy móljának térfogata (moláris térfogata) állandó érték. Emlékezzünk vissza, hogy 1 mol tartalmazza az Avogadri-féle részecskék számát – 6,02x10^23 molekulát.

Így a gáz moláris térfogata csak a nyomástól és a hőmérséklettől függ. Normális esetben a gázokat normál nyomáson és normál hőmérséklet: 273 K (0 Celsius fok) és 1 atm (760 Hgmm, 101325 Pa). Ilyen normál körülmények között, amelyet "n.o."-val jelölünk, bármely gáz moláris térfogata 22,4 l/mol. Ennek az értéknek az ismeretében ki lehet számítani bármely adott tömeg és adott mennyiségű gáz térfogatát.

Az Avogadro-törvény második következménye, a gázok relatív sűrűsége

A gázok relatív sűrűségének kiszámításához az Avogadro-törvény második következményét alkalmazzuk. Definíció szerint egy anyag sűrűsége tömegének és térfogatának aránya: ρ=m/V. Egy mól anyag tömege megegyezik az M moláris tömeggel, a térfogat pedig a V(M) moláris térfogattal. Ezért a gáz sűrűsége ρ=M(gáz)/V(M).

Legyen két gáz - X és Y. Sűrűségük és moláris tömegük - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), amelyeket a következő összefüggések kapcsolnak össze: ρ(X)=M(X) /V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Az X gáz és az Y gáz relatív sűrűsége, amelyet Dy(X)-ként jelölünk, ezen gázok sűrűségének aránya ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). A moláris térfogatok csökkennek, és ebből arra következtethetünk, hogy az X gáz relatív sűrűsége az Y gázhoz viszonyítva megegyezik moláris vagy relatív molekulatömegük arányával (számszerűen egyenlők).

A gázok sűrűségét gyakran a hidrogénhez viszonyítva határozzák meg, amely az összes gáz közül a legkönnyebb, amelynek moláris tömege 2 g / mol. Azok. ha a feladat azt mondja, hogy az ismeretlen X gáz hidrogénsűrűsége mondjuk 15 (a relatív sűrűség dimenzió nélküli mennyiség!), akkor nem nehéz megtalálni a moláris tömegét: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/mol. Gyakran feltüntetik a gáz levegőhöz viszonyított relatív sűrűségét is. Itt tudni kell, hogy a levegő átlagos relatív molekulatömege 29, és már nem 2-vel, hanem 29-cel kell szorozni.

A sűrűséget ún fizikai mennyiség, amely meghatározza egy tárgy, anyag vagy folyadék tömegének a térben elfoglalt térfogatához viszonyított arányát. Beszéljünk arról, hogy mi a sűrűség, hogyan különbözik a test és az anyag sűrűsége, és hogyan (milyen képlet segítségével) találjuk meg a sűrűséget a fizikában.

A sűrűség típusai

Tisztázni kell, hogy a sűrűség több típusra osztható.

A vizsgált tárgytól függően:

• A test sűrűsége - homogén testeknél - a test tömegének és a térben elfoglalt térfogatának közvetlen aránya.
• Egy anyag sűrűsége az ebből az anyagból álló testek sűrűsége. Az anyagok sűrűsége állandó. Vannak speciális táblázatok, ahol a sűrűség van feltüntetve különböző anyagok. Például az alumínium sűrűsége 2,7 * 103 kg / m 3. Ismerve az alumínium sűrűségét és a belőle készült test tömegét, kiszámíthatjuk ennek a testnek a térfogatát. Vagy, ha tudjuk, hogy a test alumíniumból áll, és ismerjük ennek a testnek a térfogatát, könnyen kiszámíthatjuk a tömegét. Hogyan találjuk meg ezeket az értékeket, egy kicsit később fogjuk megvizsgálni, amikor levezetjük a sűrűség kiszámításának képletét.
• Ha a test több anyagból áll, akkor a sűrűségének meghatározásához minden egyes anyagra külön-külön kell kiszámítani a részeinek sűrűségét. Ezt a sűrűséget a test átlagos sűrűségének nevezzük.

A testet alkotó anyag porozitásától függően:

• A valódi sűrűség az a sűrűség, amelyet a testben lévő üregek figyelembevétele nélkül számítanak ki.
• Fajsúly- vagy látszólagos sűrűség - ez az, amelyet a porózus vagy morzsalékos anyagból álló test üregeinek figyelembevételével számítanak ki.

Tehát hogyan találja meg a sűrűséget?

Sűrűség képlet

A képlet, amely segít megtalálni a test sűrűségét, a következő:

• p = m / V, ahol p az anyag sűrűsége, m a test tömege, V a test térfogata a térben.

Ha kiszámítjuk egy adott gáz sűrűségét, akkor a képlet így fog kinézni:

• p \u003d M / V m p a gáz sűrűsége, M a gáz moláris tömege, V m a moláris térfogat, amely normál körülmények között 22,4 l / mol.

Példa: egy anyag tömege 15 kg, 5 litert foglal el. Mekkora az anyag sűrűsége?

Megoldás: Helyettesítse be az értékeket a képletbe

• p = 15/5 = 3 (kg/l)

Válasz: az anyag sűrűsége 3 kg / l

Sűrűség mértékegységei

Amellett, hogy tudjuk, hogyan kell meghatározni egy test és egy anyag sűrűségét, ismerni kell a sűrűség mértékegységeit is.

• Mert szilárd anyagok- kg/m3, g/cm3
• Folyadékokhoz - 1 g / l vagy 10 3 kg / m 3
• Gázokhoz - 1 g / l vagy 10 3 kg / m 3

A sűrűség mértékegységeiről bővebben cikkünkben olvashat.

Hogyan lehet megtalálni a sűrűséget otthon

Egy test vagy anyag sűrűségének otthoni meghatározásához szüksége lesz:

1. Mérleg;
2. centiméter, ha a test szilárd;
3. Hajó, ha meg akarja mérni egy folyadék sűrűségét.

A test sűrűségének otthoni meghatározásához centiméterrel vagy edénnyel kell megmérni a térfogatát, majd a testet a mérlegre kell helyezni. Ha folyadék sűrűségét méri, a számítás előtt ne felejtse kivonni annak az edénynek a tömegét, amelybe a folyadékot öntötte. Sokkal nehezebb otthon kiszámítani a gázok sűrűségét, javasoljuk, hogy használjon kész táblázatokat, amelyekben a különböző gázok sűrűsége már feltüntetett.

ρ = m (gáz) / V (gáz)

D – Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Ezért:
D légi úton. = M (gáz X) / 29

A gáz dinamikus és kinematikai viszkozitása.

A gázok viszkozitása (a belső súrlódás jelensége) az egymáshoz képest párhuzamosan és különböző sebességgel mozgó gázrétegek közötti súrlódási erők megjelenése.
Két gázréteg kölcsönhatását olyan folyamatnak tekintjük, amelynek során a lendület az egyik rétegből a másikba kerül.
A két gázréteg közötti egységnyi területre eső súrlódási erőt, amely egyenlő az egységnyi területen keresztül rétegről rétegre másodpercenként átvitt impulzuserővel, a Newton törvénye:

Sebességgradiens a gázrétegek mozgási irányára merőleges irányban.
A mínusz jel azt jelzi, hogy a lendületet a sebesség csökkenésének irányába visszük.
- dinamikus viszkozitás.
, ahol
a gáz sűrűsége,
- a molekulák számtani átlagsebessége,
- átlagos hossz molekulák szabad útja.

Kinematikai viszkozitási együttható.

Kritikus gázparaméterek: Тcr, Рcr.

A kritikus hőmérséklet az a hőmérséklet, amely felett a gáz semmilyen nyomáson nem kerülhet folyékony halmazállapotba. A gáz kritikus hőmérsékleten történő cseppfolyósításához szükséges nyomást kritikus nyomásnak nevezzük. Adott gázparaméterek. A megadott paraméterek dimenzió nélküli mennyiségek, amelyek megmutatják, hogy a gáz állapotának tényleges paraméterei (nyomás, hőmérséklet, sűrűség, fajlagos térfogat) hányszor nagyobbak vagy kisebbek a kritikusnál:

Kúttermelés és földalatti gáztároló.

Gázsűrűség: abszolút és relatív.

A gáz sűrűsége az egyik legfontosabb jellemzője. Ha a gáz sűrűségéről beszélünk, általában a sűrűségét jelentik normál körülmények között (azaz hőmérsékleten és nyomáson). Emellett gyakran használják a gáz relatív sűrűségét, amely alatt egy adott gáz sűrűségének és a levegő sűrűségének arányát értjük azonos körülmények között. Könnyen belátható, hogy egy gáz relatív sűrűsége nem függ attól, hogy milyen körülmények között helyezkedik el, mivel a gázhalmazállapot törvényei szerint minden gáz térfogata változik a nyomás és a hőmérséklet változásaival egy időben. út.

A gáz abszolút sűrűsége normál körülmények között 1 liter gáz tömege. A gázok esetében általában g / l-ben mérik.

ρ = m (gáz) / V (gáz)

Ha veszünk 1 mol gázt, akkor:

a gáz moláris tömegét pedig a sűrűség és a moláris térfogat szorzatával kaphatjuk meg.

A D relatív sűrűség egy olyan érték, amely megmutatja, hogy X gáz hányszor nehezebb az Y gáznál. Ezt az X és Y gázok moláris tömegének arányaként számítják ki:

D – Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

A számításokhoz gyakran a gázok hidrogén és levegő relatív sűrűségét használják.

Relatív gázsűrűség X hidrogénre:

D H2-vel = M (gáz X) / M (H2) = M (gáz X) / 2

A levegő gázok keveréke, ezért csak az átlagos moláris tömeg számítható ki számára.

Értékét 29 g/mol-nak vettük (a hozzávetőleges átlagos összetétel alapján).
Ezért:
D légi úton. = M (gáz X) / 29

A B gázsűrűséget (pw, g / l) úgy határozzuk meg, hogy egy ismert térfogatú kis üveglombik gázzal (274. ábra, a) vagy gázpiknométerrel (lásd: 77. ábra) lemérjük (mv) a képletet.

ahol V a kúp (5-20 ml) vagy piknométer térfogata.

A kúpot kétszer lemérik: először evakuálják, majd feltöltik a vizsgált gázzal. A kapott 2 tömeg értékének különbségéből kiderül a gáz tömege mv, g A kúp gázzal való feltöltésekor mérjük annak nyomását, mérlegeléskor pedig a hőmérsékletet. környezet, amelyet a kúpban lévő gáz hőmérsékleteként veszünk fel. A gáz talált p és T értékei lehetővé teszik a gáz sűrűségének kiszámítását normál körülmények között (0 °C; kb. 0,1 MPa).

Annak érdekében, hogy csökkentsék a levegőben lévő gázt tartalmazó kúp tömegveszteségének korrekcióját, amikor tartályként mérik, egy pontosan azonos térfogatú lezárt kúpot helyeznek a mérleggerenda másik karjára.

Rizs. 274. Gáz sűrűségének meghatározására szolgáló eszközök: kúp (a) és folyadék (b) és higany (c) effuiométer

Ennek a kúpnak a felületét minden alkalommal pontosan ugyanúgy kezeljük (tisztítjuk), mint a gázzal mérve.

Az evakuálási folyamat során a kúpot enyhén felmelegítik, így több órán keresztül a vákuumrendszerhez csatlakoztatva marad, mivel a maradék levegőt és nedvességet nehéz eltávolítani. A kiürített kúp térfogata megváltozhat a falak légköri nyomás általi összenyomása miatt. Az ilyen tömörítésből származó könnyű gázok sűrűségének meghatározásában a hiba elérheti az 1% -ot. Egyes esetekben meghatározzák egy gázra a dv relatív sűrűséget is, azaz egy adott p gáz sűrűségének arányát egy másik, szabvány p0-nak választott gáz sűrűségéhez, azonos hőmérsékleten és nyomáson:

ahol Mv és Mo a vizsgált B gáz és a standard, például levegő vagy hidrogén moláris tömege, g/mol.

Hidrogénnél M0 = 2,016 g/mol, ezért

Ebből az arányból meg lehet határozni a gáz moláris tömegét, ha ideálisnak vesszük.

Egy gyors módszer a gáz sűrűségének meghatározására az, hogy megmérjük a nyomás alatti kis nyílásból való kiáramlásának időtartamát, amely arányos a kiáramlási sebességgel.

ahol τv és τo ~ a B gáz és a levegő kiáramlási ideje.

A gázsűrűség mérését ezzel a módszerrel az effusiométer csíkjával (274.6. ábra) végezzük - egy széles, körülbelül 400 mm magas hengerrel b, amelynek belsejében egy 5 edény található 7 alappal, amely lyukakkal van ellátva a bemenethez és a a folyadék kimenete. Az 5-ös tartályon két M1 és M2 jelzés található a gáz térfogatának leolvasására, amelyek idejét figyelik. A 3. szelep a gáz bemenetére, a 2. szelep pedig az 1. kapillárison keresztül történő kibocsátásra szolgál. A 4. hőmérő szabályozza a gáz hőmérsékletét.

A gáz sűrűségének meghatározása a kilégzés sebességével a következőképpen történik. A b henger folyadékkal van megtöltve, amelyben a gáz szinte oldhatatlan, így az 5-ös edény is az M2 jelzés felett van feltöltve. Ezután a 3 csapon keresztül a vizsgált gáz az M1 jelzés alatt kinyomja a folyadékot az 5 edényből, és az összes folyadéknak a hengerben kell maradnia. Ezt követően a 3. szelep zárása után a 2. szelep kinyílik, és a felesleges gázt az 1-es kapillárison keresztül hagyjuk eltávozni. Amint a folyadék eléri az M1 jelzést, a stoppert bekapcsoljuk. A gázt kiszorító folyadék fokozatosan az M2 jelig emelkedik. Abban a pillanatban, amikor a folyadék meniszkusza megérinti az M2 jelet, a stopper kikapcsol. A kísérletet 2-3 alkalommal megismételjük. Hasonló műveleteket végeznek levegővel, alaposan lemosva vele az 5 edényt a tesztgáz maradványaitól. A gázkiáramlás időtartamának különböző megfigyelései nem térhetnek el 0,2-0,3 másodpercnél nagyobb mértékben.

Ha a vizsgált gázhoz nem lehet olyan folyadékot kiválasztani, amelyben az kevéssé oldódna, higanykibocsátásmérőt használnak (274. ábra, c). Egy üvegedényből 4 áll háromutas szelep 1 és higannyal töltött kiegyenlítő edény 5. A 4-es edény a 3-as üvegedényben található, amely termosztátként funkcionál. A gázt az 1 szelepen keresztül vezetik be a 4 edénybe, és a higanyt az M1 jelzés alá szorítják. A tesztgázt vagy levegőt a 2. kapillárison keresztül engedik ki, megemelve az 5. szintezőedényt. A gázok sűrűségének meghatározására érzékenyebb készülékek a Stock gáz-aromaméter (275. ábra, a) és a gázmérleg.

Stock Alfred (1876-1946) - német szervetlen kémikus és elemző.

A Stock hidrométerben a kvarccső egyik végét 30-35 mm átmérőjű vékony falú 1 golyóvá fújják fel, amelyet levegővel töltenek meg, a másikat pedig egy 7 hajszálba húzzák. Egy kis vasrudat 3 szorosan rögzítik. a cső belsejébe szorítva.

Rizs. 275. Rúd-hidrométer (a) és beépítési rajz (b)

A labdával végzett vágás hegye kvarc vagy achát támasztékon nyugszik. A labdával ellátott csövet egy polírozott kerek dugóval ellátott kvarcedénybe 5 helyezzük. Az edényen kívül van egy vasmagos 6 mágnesszelep. A mágnesszelepen átfolyó különböző erősségű áram segítségével a lengőkar helyzete a labdához igazodik úgy, hogy a hajszál 7 pontosan a 8 nulla mutatóra mutasson. A haj helyzetét távcsővel vagy mikroszkóppal figyeljük meg. .

A szár-hidrométer a 2. csőhöz van hegesztve, hogy kiküszöbölje a rezgéseket.

A golyó és a cső egyensúlyban van a környező gáz adott sűrűsége mellett. Ha az 5. edényben állandó nyomáson egy másik gázt helyettesítünk, akkor a gáz sűrűségének változása miatt az egyensúly megbomlik. Helyreállításához vagy a 3 rudat le kell húzni egy elektromágnessel 6, amikor a gáz sűrűsége csökken, vagy hagyni kell felfelé, ha a sűrűség nő. A mágnesszelepen átfolyó áram erőssége egyensúlyi állapot elérésekor egyenesen arányos a sűrűség változásával.

A műszer ismert sűrűségű gázokra van kalibrálva. A Rod hidrométer pontossága 0,01-0,1%, az érzékenység körülbelül DO "7 g, a mérési tartomány 0-4 g / l.

Telepítés rúd-hidrométerrel. A szár hidrométer / (275.6. ábra) a vákuumrendszerhez van rögzítve úgy, hogy a 2 csövön lógjon, mint egy rugón. A 2 cső 3 könyökét egy 4 Dewar edénybe merítjük hűtőkeverékkel, amely lehetővé teszi a -80 o C-nál nem magasabb hőmérséklet fenntartását a higanygőz lecsapódásához, ha diffúziós higanyszivattyút használnak a vákuum létrehozására a hidrométerben. Az 5. szelep a hidrométert a vizsgált gázt tartalmazó lombikhoz köti. A csapda megvédi a diffúziós szivattyút a tesztgáz hatásától, és a 7 rögzítőelem a nyomás finom beállítására szolgál. Az egész rendszer egy csövön keresztül csatlakozik egy diffúziós szivattyúhoz.

A gáz térfogatának mérése kalibrált gázsapkákkal (lásd 84. ábra) történik termosztatikusan szabályozott vízköpennyel. A kapilláris jelenségek korrekcióinak elkerülése érdekében a 3. gáz és a kompenzációs 5 bürettákat azonos átmérőjűvel választjuk ki, és egymás mellé helyezzük egy termosztatikusan szabályozott köpenyben 4 (276. ábra). A higanyt, a glicerint és más olyan folyadékokat, amelyek rosszul oldják a vizsgált gázt, zárófolyadékként használják.

Működtesse ezt a készüléket az alábbiak szerint. Először töltse fel a bürettákat folyadékkal a 2. csap fölé, emelje fel a b edényt. Ezután a gázbürettát egy gázforráshoz csatlakoztatjuk és bevezetjük, leengedjük a b edényt, majd a 2. szelepet elzárjuk. A 3 bürettában lévő gáz nyomásának a légköri nyomással való kiegyenlítésére a b edényt a bürettához közel hozzuk, és olyan magasságra állítjuk, hogy az 5 kompenzáló bürettában és a 3 gázbürettában a higanymeniszkuszok azonos szinten legyenek. Mivel a kompenzáló büretta kommunikál a légkörrel (felső vége nyitott), a meniszkusz ilyen helyzetével a gázbürettában lévő gáznyomás megegyezik a légköri nyomással.

Ugyanakkor a légköri nyomást barométerrel, a 4 köpenyben lévő víz hőmérsékletét pedig egy 7 hőmérővel mérjük.

A talált gáztérfogatot normál körülményekre (0 °C; 0,1 MPa) állítjuk be az ideális gáz egyenletével:

V0 és V a normál körülményekre csökkentett gáz térfogata (l), illetve a mért gáztérfogat t hőmérsékleten (°C); p - légköri nyomás a gáztérfogat mérésének időpontjában, torr.

Ha a gáz vízgőzt tartalmaz, vagy a térfogatmérés előtt egy edényben volt víz vagy vizes oldat felett, akkor a térfogatát normál körülményekre állítjuk, figyelembe véve a kísérlet hőmérsékletén lévő p1 vízgőznyomást (lásd 37. táblázat). :

Az egyenletek akkor érvényesek, ha a légköri nyomás a gáztérfogat mérésekor viszonylag közel volt 760 Torrhoz. Nyomás igazi gáz mindig kevésbé ideális, a molekulák kölcsönhatása miatt. Ezért a gáztérfogat talált értékében a gáz tökéletlenségére vonatkozó, speciális referenciakönyvekből vett korrekciót vezetnek be.

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma

szövetségi állam költségvetése oktatási intézmény felsőfokú szakmai végzettség

"Orosz Állami Egyetem olajat és gázt. I. M. Gubkin"

A.N. Timasev, T.A. Berkunova, E.A. Mammadov

GÁZSŰRŰSÉG MEGHATÁROZÁSA

Útmutató a "Gázkutak üzemeltetési technológiája" és a "Gáz- és gázkondenzációs mezők fejlesztése és üzemeltetése" tudományterületeken végzett laboratóriumi munkák végrehajtásához szakos hallgatók számára:

WG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF

Professzor A.I. szerkesztésében. Ermolaeva

Moszkva 2012

A gáz sűrűségének meghatározása.

Útmutató a laboratóriumi munkákhoz / A.N. Timasev,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadov - M.: Orosz Állami Olaj- és Gázipari Egyetem, I.M. Gubkina, 2012.

Felvázoljuk a gázsűrűség laboratóriumi meghatározásának módszereit. A jelenlegi GOST 17310-2002 szabványon alapul.

A módszertani utasítások az olaj- és gázipari egyetemek hallgatóinak szólnak a következő szakokon: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

A kiadvány a Gáz és Gáz Fejlesztési és Üzemeltetési Osztályon készült

zokondenzátum lerakódások.

Nyomtatva a kar oktatási és módszertani bizottságának határozatával

botki olaj- és gázmezők.

	Bevezetés……………………………………………………………….
	Alapvető definíciók……………………………………………….
	A földgáz sűrűsége légköri nyomáson……………
	A gáz relatív sűrűsége……………………………………….
	A földgáz sűrűsége nyomáson és hőmérsékleten……….
	Laboratóriumi módszerek a földgáz sűrűségének meghatározására….
	Piknometrikus módszer………………………………………………
	Számítási képletek……………………………………………………..
	Sűrűségmeghatározási eljárás……………………………………
	A gázsűrűség kiszámítása ……………………………………………………
	A gázsűrűség meghatározása kiáramlásos módszerrel…………………..
	A vizsgált ha-sűrűség meghatározására szolgáló összefüggések levezetése
	mögött………………………………………………………………………..
2.2.2. Munkarend………………………………………….
2.2.3. A mérési eredmények feldolgozása…………………………………..
	Tesztkérdések…………………………………………………..
	Irodalom…………………………………………………………….
	A melléklet………………………………………………………………
	B. függelék………………………………………………………….
	B. függelék…………………………………………………………

Bevezetés

A földgázok és a szénhidrogén kondenzátumok fizikai tulajdonságait használják fel

mind a tervezési, mind a fejlesztési és a területfejlesztési szakaszban használatosak

a földgázok sűrűsége, valamint a terepi fejlesztés elemzése és ellenőrzése,

a gáz- és gázkondenzációs kutakból származó termékek összegyűjtésére és előkészítésére szolgáló rendszer működése. Az egyik fő vizsgálandó fizikai tulajdonság a lerakódások gázsűrűsége.

Mivel a földgázmezők gázösszetétele összetett,

szénhidrogénekből (alkánokból, cikloalkánokból és arénekből) és nem szénhidrogénekből áll

komponensek (nitrogén, hélium és más ritkaföldfém gázok, valamint savas komponensek).

nites H2 S és CO2), szükség van a sűrűség laboratóriumi meghatározására

sti gázok.

Ebben iránymutatásokat figyelembe vett számítási módszerek meghatározásához

a gázsűrűség meghatározása ismert összetétel szerint, valamint két laboratóriumi módszer a gázsűrűség meghatározására: a piknometriás és a kapillárison való átáramlás módszere

1. Alapvető definíciók

1.1. A földgáz sűrűsége légköri nyomáson

A gáz sűrűsége megegyezik az anyag térfogategységnyi v anyagában található M tömeggel

va. Megkülönböztetni a gázsűrűséget normál n P 0,1013 MPa, T 273K és

	szabvány R 0,1013 MPa, T 293K									körülmények között, valamint bármilyen nyomás alatt
	leniya Р és hőmérséklet Т Р,Т.									ismert molekulatömeg
	a sűrűség normál körülmények között az
	szabványos körülmények között

ahol M a gáz molekulatömege, kg/kmol; 22,41 és 24,04, m3 / kmol - a gáz moláris térfogata normál (0,1013 MPa, 273 K) és standard hőmérsékleten

(0,1013 MPa, 293 K) körülmények között.

Szénhidrogénből és nem szénhidrogén-komponensekből (savas és közömbös) álló földgázok esetében az M látszólagos molekulatömeg

képlet határozza meg

				êã/ êì î ëü,

ahol M i az i-edik komponens molekulatömege, kg/kmol, n i az i-edik komponens moláris százaléka a keverékben;

k a keverékben lévő komponensek száma (földgáz).

A földgáz sűrűsége cm egyenlő

							0,1 MPa és 293 K hőmérsékleten
							0,1 MPa és 293 K hőmérsékleten

i az i-edik komponens sűrűsége 0,1 MPa és 293 K mellett.

Az egyes összetevőkre vonatkozó adatokat az 1. táblázat tartalmazza.

Sűrűség átalakítás at különféle feltételek hőmérséklet és nyomás

0,1013 MPa (101,325 kPa) a B. mellékletben.

1.2. Relatív gázsűrűség

A mérnöki számítások gyakorlatában a relatív fogalma

sűrűsége megegyezik a gázsűrűség és a levegő sűrűsége arányával ugyanazok az értékek nyomás és hőmérséklet. Általában a normál vagy standard körülményeket tekintjük referenciaként, míg a levegő sűrűségét

felelősen 0 1,293 kg / m 3 és 20 1,205 kg / m 3. Aztán a rokon

A földgáz sűrűsége egyenlő

1.3. A földgáz sűrűsége nyomáson és hőmérsékleten

Gázsűrűség a tározóban, kútfúrásban, gázban uralkodó körülményekhez

vezetékek és eszközök megfelelő nyomáson és hőmérsékleten határozzák meg

a következő képlet szerint számítjuk ki

ahol P és T a nyomás és a hőmérséklet azon a helyen, ahol a gázsűrűséget számítják; 293 K és 0,1013 MPa - szabványos feltételek, amikor talált cm;

z ,z 0 a gáz szupersűríthetőségi együtthatói rendre Р és Т és

standard körülmények között (z 0 = 1 érték).

A z szuperkompressziós tényező meghatározásának legegyszerűbb módja a grafikus módszer. z függése az adott paraméterektől az

ábrán elhelyezve. egy.

Egykomponensű gáz (tiszta gáz) esetén a megadott paraméterek kerülnek meghatározásra

képletekkel osztva

	és T c a gáz kritikus paraméterei.
Többkomponensű (természetes) gázok esetén előre kalkuláljon
pszeudocritikus nyomások és hőmérsékletek a függőségek szerint
	T nskn iT ci /100,
	és T c a gáz i -edik komponensének kritikus paraméterei.
Mivel a földgáz összetétele bután C4 H10											vagy hexán C6 H14

inkluzív, és az összes többi komponens egy maradékba (pszeudokomponens) egyesül

komponens) C5+ vagy C7+, ebben az esetben a kritikus paramétereket a képlet határozza meg

100 M-en 5 240-nel és 700 d-n 5 950-nel,

М с 5 a С5+ (С7+) kg/kmol molekulatömege;

d c 5 a С5+ (С7+) pszeudokomponens sűrűsége, kg/m3.

M s közötti kapcsolat		Craig képlete találja meg

Asztal 1

Földgáz komponensek mutatói

Mutatók

Alkatrészek

Molekulatömeg,

M kg/kmol

Sűrűség, kg/m3 0,1

Sűrűség, kg/m3 0,1

Relatív cselekmény-

kritikus hangerő,

dm3 /kmol

kritikus nyomás,

Kritikus tempera-

Kritikus tömörítés

híd, zcr

Acentrikus tényező

1. ábra - A z szuperkompressziós tényező függése a megadott Ppr és Tpr paraméterektől 2. Laboratóriumi módszerek a földgáz sűrűségének meghatározására 2.1. Piknometrikus módszer A piknometrikus módszert a GOST 17310-2002 szabvány határozza meg, összhangban amely a gázok és gázelegyek sűrűségét (relatív sűrűségét) határozza meg. A módszer lényege, hogy egy 100-200 cm3 térfogatú üvegpiknométert sorba kell mérni szárított levegővel és szárítva. a következő gáz azonos hőmérsékleten és nyomáson. A száraz levegő sűrűsége referenciaérték. A piknométer belső térfogatának ismeretében meg lehet határozni az ismeretlen összetételű földgáz sűrűségét (próbagáz). Ehhez előzetesen meg kell határozni a piknométer belső térfogatát („vízszám”) úgy, hogy a piknométert felváltva szárított levegővel és desztillált vízzel lemérjük, amelynek sűrűsége ismert. Akkor mérj... a vizsgált gázzal töltött piknométert varrjuk. A próbagázzal és a levegővel ellátott piknométer tömege közötti különbség, osztva a piknométer térfogatának értékével ("vízszám"), hozzáadódik a száraz levegő sűrűségének értékéhez, amely a vizsgált gáz végső sűrűsége. A számítási képletek származtatása az alábbiakban látható. 2.1.1. Számítási képletek A földgáz sűrűségét piknometriás módszerrel határozzuk meg a következő összefüggések alapján: d a gáz sűrűsége mérési körülmények között, g/dm3 kg; vz – levegő sűrűsége mérési körülmények között, g/dm3 kg; Mg a gáz tömege piknométerben, g; Mvz a levegő tömege piknométerben, g;