Gāzes relatīvā blīvuma aprēķins gaisā. Relatīvais gāzes blīvums

DEFINĪCIJA

atmosfēras gaiss ir daudzu gāzu maisījums. Gaisam ir sarežģīts sastāvs. Tās galvenās sastāvdaļas var iedalīt trīs grupās: nemainīgas, mainīgas un nejaušas. Pirmie ietver skābekli (skābekļa saturs gaisā ir aptuveni 21% pēc tilpuma), slāpekli (apmēram 86%) un tā sauktās inertās gāzes (apmēram 1%).

Saturs sastāvdaļas praktiski neatkarīgi no tā, kur globuss tika ņemts sausa gaisa paraugs. Otrajā grupā ietilpst oglekļa dioksīds (0,02 - 0,04%) un ūdens tvaiki (līdz 3%). Nejaušo sastāvdaļu saturs ir atkarīgs no vietējiem apstākļiem: netālu no metalurģijas rūpnīcām ievērojams daudzums bieži tiek sajaukts ar gaisu. skāba gāze, vietās, kur notiek organisko atlieku sabrukšana - amonjaks u.c. Papildus dažādām gāzēm gaiss vienmēr satur vairāk vai mazāk putekļu.

Gaisa blīvums ir vērtība, kas vienāda ar gāzes masu Zemes atmosfērā, kas dalīta ar tilpuma vienību. Tas ir atkarīgs no spiediena, temperatūras un mitruma. Ir standarta gaisa blīvuma vērtība - 1,225 kg / m 3, kas atbilst sausa gaisa blīvumam 15 o C temperatūrā un 101330 Pa spiedienā.

No pieredzes zinot litru gaisa masu normālos apstākļos (1,293 g), var aprēķināt molekulmasu, kāda būtu gaisam, ja tā būtu atsevišķa gāze. Tā kā jebkuras gāzes grammolekula normālos apstākļos aizņem 22,4 litrus, gaisa vidējā molekulmasa ir

22,4 × 1,293 = 29.

Šis skaitlis - 29 - ir jāatceras: to zinot, ir viegli aprēķināt jebkuras gāzes blīvumu attiecībā pret gaisu.

Šķidrā gaisa blīvums

Kad pietiekami atdzisis, gaiss ieplūst iekšā šķidrs stāvoklis. Šķidru gaisu diezgan ilgu laiku var uzglabāt traukos ar dubultām sienām, no telpas starp kurām tiek izsūknēts gaiss, lai samazinātu siltuma pārnesi. Līdzīgus traukus izmanto, piemēram, termosos.

Normālos apstākļos brīvi iztvaikojot, šķidrā gaisa temperatūra ir aptuveni (-190 o C). Tā sastāvs ir nestabils, jo slāpeklis iztvaiko vieglāk nekā skābeklis. Kad slāpeklis tiek noņemts, šķidrā gaisa krāsa mainās no zilganas līdz gaiši zilai (šķidrā skābekļa krāsa).

Šķidrā gaisā etilspirts, dietilēteris un daudzas gāzes viegli pārvēršas cietā stāvoklī. Ja, piemēram, oglekļa dioksīds tiek izvadīts caur šķidru gaisu, tad tas pārvēršas baltās pārslās, līdzīgās izskats uz sniegu. Dzīvsudrabs, kas iegremdēts šķidrā gaisā, kļūst ciets un kaļams.

Daudzas vielas, kas atdzesētas ar šķidru gaisu, krasi maina to īpašības. Tādējādi šķembas un alva kļūst tik trauslas, ka viegli pārvēršas pulverī, svina zvans rada skaidru zvana skaņu, un sasaluša gumijas bumbiņa saplīst, ja to nokrīt uz grīdas.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

2. PIEMĒRS

Uzdevums

Nosakiet, cik reižu smagāks par gaisu sērūdeņradis H 2 S.

Risinājums

Dotās gāzes masas attiecību pret citas gāzes masu, kas ņemta tādā pašā tilpumā, tajā pašā temperatūrā un vienā spiedienā, sauc par pirmās gāzes relatīvo blīvumu pret otro. Šī vērtība parāda, cik reižu pirmā gāze ir smagāka vai vieglāka par otro gāzi.

Gaisa relatīvā molekulmasa ir vienāda ar 29 (ņemot vērā slāpekļa, skābekļa un citu gāzu saturu gaisā). Jāatzīmē, ka jēdzienu "gaisa relatīvā molekulmasa" lieto nosacīti, jo gaiss ir gāzu maisījums.

D gaiss (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (gaiss);

D gaiss (H 2 S) = 34/29 = 1,17.

M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.

Atbilde

Sērūdeņradis H 2 S ir 1,17 reizes smagāks par gaisu.

Dabasgāze ir maisījums no ogļūdeņraža gāzes, kas sastopamas zemes dzīlē atsevišķu nogulumu un nogulumu veidā, kā arī izšķīdinātā veidā naftas atradnēs vai tā saukto "gāzes vāciņu" veidā. Pamata fiziskās un Ķīmiskās īpašības dabasgāzešis:

Gāzu blīvums ir vielas masa tilpuma vienībā - g / cm 3. Praktiskiem nolūkiem izmanto gāzes relatīvo blīvumu attiecībā pret gaisu, t.i. gāzes blīvuma attiecība pret gaisa blīvumu. Citiem vārdiem sakot, tas norāda, cik daudz gāze ir vieglāka vai smagāka par gaisu:

kur ρ standarta apstākļos ir 1,293 kg / m 3;

Metāna relatīvais blīvums ir 0,554, etāna ir 1,05 un propāna ir 1,55. Tāpēc sadzīves gāze (propāns) noplūdes gadījumā uzkrājas māju pagrabā, veidojot tur sprādzienbīstamu maisījumu.

Degšanas siltums

Degšanas siltums vai siltumspēja- siltuma daudzums, kas izdalās, pilnībā sadedzinot 1 m 3 gāzes. Vidēji tas ir 35160 kJ / m 3 (kilodžouli uz 1 m 3).

Gāzu šķīdība

Šķīdība eļļā

Gāzes šķīdība eļļā ir atkarīga no eļļas un gāzes spiediena, temperatūras un sastāva. Palielinoties spiedienam, palielinās arī gāzes šķīdība. Paaugstinoties temperatūrai, gāzes šķīdība samazinās. Zemas molekulmasas gāzes ir grūtāk izšķīdināt eļļās nekā treknākas.

Palielinoties eļļas blīvumam, t.i. palielinoties makromolekulāro savienojumu saturam tajā, samazinās gāzes šķīdība tajā.

Gāzes šķīdības eļļā rādītājs ir gāzes koeficients - G, kas parāda gāzes daudzumu 1 m 3 (jeb 1 tonnā) degazētās eļļas. To mēra m 3 / m 3 vai m 3 / t.

Saskaņā ar šo rādītāju noguldījumus iedala:

1) eļļa - G<650 м 3 /м 3 ;

2) eļļa ar gāzes vāciņu - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) gāzes kondensāts - G>900 m 3 /m 3.

Ūdens šķīdība saspiestā gāzē

Ūdens izšķīst saspiestā gāzē augstā spiedienā. Šis spiediens ļauj pārvietot ūdeni zemes dzīlē ne tikai šķidrā, bet arī gāzes fāzē, kas nodrošina tā lielāku mobilitāti un caurlaidību caur akmeņiem. Palielinoties ūdens mineralizācijai, tā šķīdība gāzē samazinās.

Šķidru ogļūdeņražu šķīdība saspiestās gāzēs

Šķidrie ogļūdeņraži labi šķīst saspiestās gāzēs, veidojot gāzu kondensāta maisījumus. Tas rada šķidro ogļūdeņražu pārvietošanās (migrācijas) iespēju gāzes fāzē, nodrošinot vieglāku un ātrāku to pārvietošanās procesu caur iežu masu.

Palielinoties spiedienam un temperatūrai, palielinās šķidro ogļūdeņražu šķīdība gāzēs.

Saspiežamība

Veidošanās gāzes saspiežamība ir ļoti svarīga dabas gāzu īpašība. Gāzes tilpums rezervuāra apstākļos ir 2 kārtas (ti, aptuveni 100 reizes) mazāks nekā tās tilpums standarta apstākļos uz Zemes virsmas. Tas ir tāpēc, ka gāzei ir augsta saspiežamības pakāpe augsts spiediens un temperatūras.

Saspiežamības pakāpi attēlo kā rezervuāra gāzes tilpuma attiecību, kas ir gāzes tilpuma attiecība rezervuāra apstākļos pret tāda paša gāzes daudzuma tilpumu atmosfēras apstākļos.

Kondensāta veidošanās ir cieši saistīta ar gāzu saspiežamības parādībām un šķidro ogļūdeņražu šķīdību tajās. Rezervuāra apstākļos, palielinoties spiedienam, šķidrās sastāvdaļas pāriet gāzveida stāvoklī, veidojot "gāzē izšķīdinātu eļļu" vai gāzes kondensātu. Kad spiediens pazeminās, process notiek pretējā virzienā, t.i. gāzes (vai tvaiku) daļēja kondensācija šķidrā stāvoklī. Tāpēc gāzes ražošanas laikā uz virsmas tiek izvadīts arī kondensāts.

Kondensāta faktors

Kondensāta koeficients - CF - ir neapstrādāta kondensāta daudzums cm 3 uz 1 m3 atdalītās gāzes.

Atšķiriet neapstrādātu un stabilu kondensātu. Neapstrādāts kondensāts ir šķidra fāze, kurā ir izšķīdinātas gāzveida sastāvdaļas.

Stabilu kondensātu iegūst no jēlnaftas, to degazējot. Tas sastāv tikai no šķidriem ogļūdeņražiem - pentāna un augstākiem.

Standarta apstākļos gāzu kondensāti ir bezkrāsaini šķidrumi ar blīvumu 0,625 - 0,825 g / cm 3 ar sākotnējo viršanas temperatūru no 24 0 C līdz 92 0 C. Lielākajai daļai frakciju viršanas temperatūra ir līdz 250 0 C.

Gāze ir vienas gāzes relatīvās molekulmasas vai molārās masas salīdzinājums ar citas gāzes relatīvo molekulmasu. Kā likums, tas ir definēts saistībā ar vieglā gāze- ūdeņradis. Arī gāzes bieži salīdzina ar gaisu.

Lai parādītu, kura gāze ir izvēlēta salīdzināšanai, pirms testa relatīvā blīvuma simbola tiek pievienots indekss, bet pats nosaukums ir ierakstīts iekavās. Piemēram, DH2(SO2). Tas nozīmē, ka blīvums tika aprēķināts no ūdeņraža. Tas tiek lasīts kā "ūdeņraža sēra oksīda blīvums".

Lai aprēķinātu gāzes blīvumu no ūdeņraža, ir nepieciešams noteikt pētāmās gāzes un ūdeņraža molārās masas, izmantojot periodisko tabulu. Ja tas ir hlors un ūdeņradis, tad indikatori izskatīsies šādi: M (Cl2) \u003d 71 g / mol un M (H2) \u003d 2 g / mol. Ja ūdeņraža blīvumu dala ar hlora blīvumu (71:2), rezultāts ir 35,5. Tas ir, hlors ir 35,5 reizes smagāks par ūdeņradi.

Gāzes relatīvais blīvums nav atkarīgs no ārējiem apstākļiem. Tas izskaidrojams ar universālajiem gāzu stāvokļa likumiem, kas izriet no tā, ka temperatūras un spiediena izmaiņas neizraisa to tilpuma izmaiņas. Ar jebkādām izmaiņām šajos rādītājos mērījumi tiek veikti tieši tādā pašā veidā.

Lai empīriski noteiktu gāzes blīvumu, ir nepieciešama kolba, kur to var ievietot. Kolba ar gāzi jānosver divas reizes: pirmo reizi - pēc visa gaisa izsūknēšanas no tās; otrs - uzpildot to ar izmeklējamo gāzi. Ir nepieciešams arī iepriekš izmērīt kolbas tilpumu.

Vispirms jāaprēķina masas starpība un jāsadala ar kolbas tilpuma vērtību. Rezultāts ir gāzes blīvums dotajos apstākļos. Izmantojot stāvokļa vienādojumu, varat aprēķināt vēlamo indikatoru normālam vai ideāli apstākļi.

Dažu gāzu blīvumu var uzzināt kopsavilkuma tabulā, kurā ir gatava informācija. Ja gāze ir norādīta tabulā, tad šo informāciju var ņemt bez papildu aprēķiniem un formulu izmantošanas. Piemēram, ūdens tvaiku blīvumu var uzzināt no ūdens īpašību tabulas (Rivkin S.L. un citu uzziņu grāmata), tā elektroniskā līdzinieka vai izmantojot tādas programmas kā WaterSteamPro un citas.

Tomēr dažādiem šķidrumiem līdzsvars ar tvaikiem notiek pie dažādiem pēdējo blīvumiem. Tas ir saistīts ar starpmolekulārās mijiedarbības spēku atšķirībām. Jo augstāks tas ir, jo ātrāk iestāsies līdzsvars (piemēram, dzīvsudrabs). Gaistošos šķidrumos (piemēram, ēterī) līdzsvars var rasties tikai pie ievērojama tvaika blīvuma.

Dažādu dabasgāzu blīvums svārstās no 0,72 līdz 2,00 kg/m3 un vairāk, relatīvais - no 0,6 līdz 1,5 un vairāk. Vislielākais blīvums ir gāzēs ar lielāko smago ogļūdeņražu H2S, CO2 un N2 saturu, vismazākais ir sausās metāna gāzēs.

Īpašības nosaka tā sastāvs, temperatūra, spiediens un blīvums. Pēdējo rādītāju nosaka laboratorija. Tas ir atkarīgs no visa iepriekš minētā. Jūs varat noteikt tā blīvumu dažādas metodes. Visprecīzāk ir svērt uz precīziem svariem plānsienu stikla traukā.

Vairāk nekā tas pats dabasgāzes rādītājs. Praksē šī attiecība tiek pieņemta kā 0,6:1. Statika samazinās ātrāk nekā gāze. Pie spiediena līdz 100 MPa dabasgāzes blīvums var pārsniegt 0,35 g/cm3.

Ir konstatēts, ka pieaugumu var pavadīt hidrātu veidošanās temperatūras paaugstināšanās. Zema blīvuma dabasgāze veido hidrātus augstākā temperatūrā nekā lielāka blīvuma gāzes.

Blīvuma mērītājus tikai sāk lietot, un joprojām ir daudz jautājumu, kas saistīti ar to darbības un pārbaudes iezīmēm.

Instrukcija

Lai tiktu galā ar uzdevumu, ir jāizmanto relatīvā blīvuma formulas:

Vispirms atrodiet amonjaka relatīvo molekulmasu, ko var aprēķināt no tabulas D.I. Mendeļejevs.

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

Iegūtos datus aizstājiet formulā relatīvā blīvuma noteikšanai ar gaisu:
D (gaiss) = kungs (amonjaks) / kungs (gaiss);
D (gaiss) = kungs (amonjaks) / 29;
D (gaiss) = 17/ 29 = 0,59.

Piemērs Nr. 2. Aprēķiniet amonjaka relatīvo blīvumu attiecībā pret ūdeņradi.

Formulā ūdeņraža relatīvā blīvuma noteikšanai aizstājiet datus:
D (ūdeņradis) = kungs (amonjaks) / kungs (ūdeņradis);
D (ūdeņradis) = Mr (amonjaks) / 2;
D (ūdeņradis) = 17/2 = 8,5.

Ūdeņradis (no latīņu valodas "Hydrogenium" - "ūdens ģenerēšana") ir periodiskās tabulas pirmais elements. Tas ir plaši izplatīts, pastāv trīs izotopu veidā - protijs, deitērijs un tritijs. Ūdeņradis ir viegla bezkrāsaina gāze (14,5 reizes vieglāka par gaisu). Tas ir ļoti sprādzienbīstams, ja to sajauc ar gaisu un skābekli. Izmanto ķīmijā Pārtikas rūpniecība, kā arī raķešu degviela. Notiek izpēte par izmantošanas iespējām ūdeņradis kā degvielu priekš automobiļu dzinēji. Blīvums ūdeņradis(kā arī jebkura cita gāze) var definēt Dažādi ceļi.

Instrukcija

Pirmkārt, pamatojoties uz universālo blīvuma definīciju - vielas daudzumu tilpuma vienībā. Gadījumā, ja tas atrodas noslēgtā traukā, gāzes blīvumu nosaka elementāri pēc formulas (M1 - M2) / V, kur M1 ir tvertnes ar gāzi kopējā masa, M2 ir trauka masa. tukšs trauks, un V ir trauka iekšējais tilpums.

Ja vēlaties noteikt blīvumu ūdeņradis, kam ir tādi sākotnējie dati kā , šeit palīgā nāk universālais ideālās gāzes stāvokļa vienādojums jeb Mendeļejeva-Klepeirona vienādojums: PV = (mRT)/M.
P - gāzes spiediens
V ir tā apjoms
R ir universālā gāzes konstante
T ir gāzes temperatūra Kelvinos
M ir gāzes molārā masa
m ir faktiskā gāzes masa.

Par ideālu gāzi tiek uzskatīta tāda matemātiska gāze, kurā var neņemt vērā molekulu potenciālo enerģiju salīdzinājumā ar to kinētisko enerģiju. Ideālas gāzes modelī starp molekulām nedarbojas pievilkšanās vai atgrūšanās spēki, un daļiņu sadursmes ar citām daļiņām vai trauku sieniņām ir absolūti elastīgas.

Protams, ne ūdeņradis, ne kāda cita gāze nav ideāla, taču šis modelis ļauj veikt aprēķinus ar pietiekami augstu precizitāti pie tuvu atmosfēras spiediena un telpas temperatūra. Piemēram, ņemot vērā uzdevumu: atrast blīvumu ūdeņradis 6 grādu spiedienā un 20 grādu temperatūrā pēc Celsija.

Vispirms pārveidojiet visas sākotnējās vērtības SI sistēmā (6 atmosfēras \u003d 607950 Pa, 20 grādi C \u003d 293 grādi K). Pēc tam uzrakstiet Mendeļejeva-Klepeirona vienādojumu PV = (mRT)/M. Konvertējiet to uz: P = (mRT)/MV. Tā kā m / V ir blīvums (vielas masas attiecība pret tās tilpumu), jūs iegūstat: blīvums ūdeņradis= PM/RT, un mums ir visi risinājumam nepieciešamie dati. Jūs zināt spiedienu (607950), temperatūru (293), universālo gāzes konstanti (8,31), molārā masa ūdeņradis (0,002).

Aizvietojot šos datus formulā, jūs iegūstat: blīvums ūdeņradis dotajos spiediena un temperatūras apstākļos ir 0,499 kg/kubikmetrs jeb aptuveni 0,5.

Avoti:

kā atrast ūdeņraža blīvumu

Blīvums- šī ir viena no vielas īpašībām, tāda pati kā masa, tilpums, temperatūra, laukums. Tas ir vienāds ar masas un tilpuma attiecību. Galvenais uzdevums ir iemācīties aprēķināt šo vērtību un zināt, no kā tas ir atkarīgs.

Instrukcija

Blīvums ir vielas masas un tilpuma attiecība. Ja vēlaties noteikt vielas blīvumu un zināt tās masu un tilpumu, atrast blīvumu jums nebūs grūti. Vienkāršākais veids, kā atrast blīvumu šajā gadījumā, ir p = m/V. Tas ir kg/m^3 SI sistēmā. Tomēr šīs divas vērtības ne vienmēr tiek norādītas, tāpēc jums jāzina vairāki veidi, kā aprēķināt blīvumu.

Blīvums Tā ir dažādas nozīmes atkarībā no vielas veida. Turklāt blīvums mainās atkarībā no sāļuma pakāpes un temperatūras. Pazeminoties temperatūrai, blīvums palielinās, un, samazinoties sāļuma pakāpei, arī blīvums samazinās. Piemēram, Sarkanās jūras blīvums joprojām tiek uzskatīts par augstu, savukārt Baltijas jūrā tas jau ir mazāks. Vai visi esat ievērojuši, ka, pievienojot tam ūdeni, tas peld. Tas viss ir saistīts ar faktu, ka tam ir mazāks blīvums nekā ūdenim. Gluži pretēji, metāli un akmens vielas nogrimst, jo to blīvums ir lielāks. Pamatojoties uz ķermeņu blīvumu, radās viņu peldēšana.

Pateicoties peldošo ķermeņu teorijai, pēc kuras var atrast ķermeņa blīvumu, ūdeni, visa ķermeņa tilpumu un tā iegremdētās daļas tilpumu. Šī formula izskatās šādi: Vimmersed. daļas / V ķermenis \u003d p ķermenis / p šķidrums. No tā izriet, ka ķermeņa blīvumu var atrast šādi: p ķermenis \u003d V iegremdēts. daļas * p šķidrums / V korpuss. Šis nosacījums ir izpildīts, pamatojoties uz tabulas datiem un norādītajiem tilpumiem V iegremdēts. daļas un V korpuss.

Saistītie video

4. padoms. Kā aprēķināt vielas relatīvo molekulmasu

Relatīvais molekulmass ir bezizmēra lielums, kas parāda, cik reižu molekulas masa ir lielāka par 1/12 no oglekļa atoma masas. Attiecīgi oglekļa atoma masa ir 12 vienības. Nosakiet relatīvo molekulmasu ķīmiskais savienojums To var izdarīt, pievienojot to atomu masas, kas veido vielas molekulu.

Jums būs nepieciešams

- pildspalva;
- piezīmju papīrs;
- kalkulators;
- Mendeļejeva galds.

Instrukcija

Periodiskajā tabulā atrodiet to elementu šūnas, kas veido šo molekulu. Relatīvās atomu masas (Ar) vērtības katrai vielai ir norādītas šūnas apakšējā kreisajā stūrī. Pārrakstiet tos noapaļotus līdz tuvākajam veselajam skaitlim: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.

Nosaka savienojuma relatīvo molekulmasu (Mr). Lai to izdarītu, reiziniet atomu masa katrs elements pēc atomu skaita . Pēc tam saskaitiet iegūtās vērtības. Fosforskābei: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Relatīvā molekulmasa skaitliski ir tāda pati kā vielas molārā masa. Dažos uzdevumos tiek izmantota šī saite. Piemērs: gāzes 200 K temperatūrā un 0,2 MPa spiedienā blīvums ir 5,3 kg/m3. Nosakiet tā relatīvo molekulmasu.

Ideālai gāzei izmantojiet Mendeļejeva-Klaiperona vienādojumu: PV = mRT/M, kur V ir gāzes tilpums, m3; m ir noteikta gāzes tilpuma masa, kg; M ir gāzes molārā masa, kg/mol; R ir universālā gāzes konstante. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – gāze, K; P - absolūtais spiediens, Pa. Izsaka molāro masu no šīs attiecības: М = mRT/(PV).

Kā zināms, blīvums: p = m/V, kg/m3. Aizvietojiet to izteiksmē: M = pRT / P. Nosakiet gāzes molāro masu: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. Gāzes relatīvā molekulmasa: Mr = 44. Var uzminēt, ka tas ir oglekļa dioksīds: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Avoti:

aprēķināt relatīvo molekulmasu

Ķīmiskajās laboratorijās un laikā ķīmiskie eksperimenti mājās bieži ir nepieciešams noteikt vielas relatīvo blīvumu. Relatīvais blīvums ir noteiktas vielas blīvuma attiecība pret citas vielas blīvumu noteiktos apstākļos vai atsauces vielas blīvumu, ko ņem par destilētu ūdeni. Relatīvais blīvums tiek izteikts kā abstrakts skaitlis.

Jums būs nepieciešams

- tabulas un direktoriji;
- hidrometrs, piknometrs vai speciālie svari.

Instrukcija

Vielu relatīvo blīvumu attiecībā pret destilētā ūdens blīvumu nosaka pēc formulas: d=p/p0, kur d ir vēlamais relatīvais blīvums, p ir testējamās vielas blīvums, p0 ir standartvielas blīvums. . Pēdējais parametrs ir tabulas veidā un tiek noteikts diezgan precīzi: 20 ° C temperatūrā ūdens blīvums ir 998,203 kg / m3, un tas sasniedz maksimālo blīvumu 4 ° C temperatūrā - 999,973 kg / m3. Pirms aprēķinu veikšanas neaizmirstiet, ka p un p0 ir jāizsaka vienādās vienībās.

Turklāt vielas relatīvo blīvumu var atrast fizikālās un ķīmiskās atsauces grāmatās. Relatīvā blīvuma skaitliskā vērtība vienmēr ir vienāda ar vienas un tās pašas vielas relatīvo īpatnējo svaru tādos pašos apstākļos. Secinājums: izmantojiet relatīvās tabulas īpaša gravitāte gluži kā tās būtu relatīvā blīvuma tabulas.

Nosakot relatīvo blīvumu, vienmēr ņem vērā testa un standartvielu temperatūru. Fakts ir tāds, ka vielu blīvums samazinās līdz ar dzesēšanu un palielinās. Ja testējamās vielas temperatūra atšķiras no atsauces, veiciet labojumu. Aprēķiniet to kā vidējās relatīvā blīvuma izmaiņas uz 1°C. Meklējiet nepieciešamos datus temperatūras korekciju nomogrammās.

Lai praksē ātri aprēķinātu šķidrumu relatīvo blīvumu, izmantojiet hidrometru. Relatīvās un sausnas mērīšanai izmantojiet piknometrus un speciālus svarus. Klasiskais hidrometrs ir stikla caurule, kas izplešas apakšā. Caurules apakšējā galā ir rezervuārs vai īpaša viela. Caurules augšējā daļa ir marķēta ar dalījumiem, kas parāda testējamās vielas relatīvā blīvuma skaitlisko vērtību. Daudzi hidrometri ir papildus aprīkoti ar termometriem testējamās vielas temperatūras mērīšanai.

Avogadro likums

Molekulu attālums gāzveida viela viens no otra ir atkarīgs no ārējiem apstākļiem: spiediena un temperatūras. Ar to pašu ārējiem apstākļiem spraugas starp dažādu gāzu molekulām ir vienādas. Avogadro likums, kas atklāts 1811. gadā, nosaka, ka vienādos ārējos apstākļos (temperatūra un spiediens) vienādos daudzumos dažādu gāzu ir tas pats numurs molekulas. Tie. ja V1=V2, T1=T2 un P1=P2, tad N1=N2, kur V ir tilpums, T ir temperatūra, P ir spiediens, N ir gāzes molekulu skaits (indekss "1" vienai gāzei, "2" citam).

Pirmā Avogadro likuma sekas, molārais tilpums

Pirmais Avogadro likuma secinājums nosaka, ka vienāds daudzums jebkuras gāzes molekulu vienādos apstākļos aizņem tādu pašu tilpumu: V1=V2 pie N1=N2, T1=T2 un P1=P2. Jebkuras gāzes viena mola tilpums (molārais tilpums) ir nemainīga vērtība. Atgādinām, ka 1 mols satur Avogadrian daļiņu skaitu – 6,02x10^23 molekulas.

Tādējādi gāzes molārais tilpums ir atkarīgs tikai no spiediena un temperatūras. Parasti gāzes tiek uzskatītas normālā spiedienā un normāla temperatūra: 273 K (0 grādi pēc Celsija) un 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Šādos normālos apstākļos, kas apzīmēti ar "n.o.", jebkuras gāzes molārais tilpums ir 22,4 l / mol. Zinot šo vērtību, ir iespējams aprēķināt jebkuras dotās masas un jebkura noteiktā gāzes daudzuma tilpumu.

Otrās Avogadro likuma sekas, gāzu relatīvie blīvumi

Lai aprēķinātu gāzu relatīvo blīvumu, tiek izmantotas Avogadro likuma otrās sekas. Pēc definīcijas vielas blīvums ir tās masas attiecība pret tilpumu: ρ=m/V. 1 molam vielas masa ir vienāda ar molāro masu M, un tilpums ir vienāds ar molāro tilpumu V(M). Tādējādi gāzes blīvums ir ρ=M(gāze)/V(M).

Lai ir divas gāzes - X un Y. To blīvumi un molmasas - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), kas savstarpēji savienotas ar attiecībām: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Gāzes X relatīvais blīvums pret gāzi Y, kas apzīmēts kā Dy(X), ir šo gāzu blīvumu attiecība ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Molārie tilpumi tiek samazināti, un no tā mēs varam secināt, ka gāzes X relatīvais blīvums pret gāzi Y ir vienāds ar to molāro vai relatīvo molekulmasu attiecību (tās ir skaitliski vienādas).

Gāzu blīvumu bieži nosaka attiecībā pret ūdeņradi, vieglāko no visām gāzēm, kuras molārā masa ir 2 g / mol. Tie. ja uzdevums saka, ka nezināmās gāzes X ūdeņraža blīvums ir, teiksim, 15 (relatīvais blīvums ir bezizmēra lielums!), tad atrast tās molmasu nav grūti: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/ mol. Bieži tiek norādīts arī gāzes relatīvais blīvums attiecībā pret gaisu. Šeit jums jāzina, ka gaisa vidējā relatīvā molekulmasa ir 29, un jums jau ir jāreizina nevis ar 2, bet ar 29.

Blīvumu sauc fiziskais daudzums, kas nosaka objekta, vielas vai šķidruma masas attiecību pret tilpumu, ko tie aizņem telpā. Parunāsim par to, kas ir blīvums, kā atšķiras ķermeņa un matērijas blīvums un kā (izmantojot kādu formulu) atrast blīvumu fizikā.

Blīvuma veidi

Jāprecizē, ka blīvumu var iedalīt vairākos veidos.

Atkarībā no pētāmā objekta:

Ķermeņa blīvums - viendabīgiem ķermeņiem - ir tieša ķermeņa masas attiecība pret tā telpā aizņemto tilpumu.
Vielas blīvums ir to ķermeņu blīvums, kas sastāv no šīs vielas. Vielu blīvums ir nemainīgs. Ir īpašas tabulas, kurās norādīts blīvums dažādas vielas. Piemēram, alumīnija blīvums ir 2,7 * 103 kg / m 3. Zinot alumīnija blīvumu un no tā izgatavotā ķermeņa masu, mēs varam aprēķināt šī ķermeņa tilpumu. Vai arī, zinot, ka ķermenis sastāv no alumīnija un zinot šī ķermeņa tilpumu, mēs varam viegli aprēķināt tā masu. Kā atrast šīs vērtības, mēs apsvērsim nedaudz vēlāk, kad mēs iegūstam formulu blīvuma aprēķināšanai.
Ja ķermenis sastāv no vairākām vielām, tad, lai noteiktu tā blīvumu, ir jāaprēķina tā daļu blīvums katrai vielai atsevišķi. Šo blīvumu sauc par ķermeņa vidējo blīvumu.

Atkarībā no vielas, no kuras sastāv ķermenis, porainības:

Patiesais blīvums ir blīvums, ko aprēķina, neņemot vērā ķermeņa tukšumus.
Īpaša gravitāte- vai šķietamais blīvums - tas ir tas, ko aprēķina, ņemot vērā ķermeņa tukšumus, kas sastāv no porainas vai irdenas vielas.

Tātad, kā atrast blīvumu?

Blīvuma formula

Formula, kas palīdz noteikt ķermeņa blīvumu, ir šāda:

p = m / V, kur p ir vielas blīvums, m ir ķermeņa masa, V ir ķermeņa tilpums telpā.

Ja mēs aprēķinām konkrētas gāzes blīvumu, tad formula izskatīsies šādi:

p \u003d M / V m p ir gāzes blīvums, M ir gāzes molārā masa, V m ir molārais tilpums, kas normālos apstākļos ir 22,4 l / mol.

Piemērs: vielas masa ir 15 kg, tā aizņem 5 litrus. Kāds ir matērijas blīvums?

Risinājums: aizstājiet vērtības formulā

p = 15/5 = 3 (kg/l)

Atbilde: vielas blīvums ir 3 kg / l

Blīvuma vienības

Papildus zināšanām, kā atrast ķermeņa un vielas blīvumu, ir jāzina arī blīvuma mērvienības.

Priekš cietvielas- kg/m3, g/cm3
Šķidrumiem - 1 g / l vai 10 3 kg / m 3
Gāzēm - 1 g / l vai 10 3 kg / m 3

Vairāk par blīvuma vienībām varat lasīt mūsu rakstā.

Kā atrast blīvumu mājās

Lai mājās atrastu ķermeņa vai vielas blīvumu, jums būs nepieciešams:

Svari;
centimetrs, ja ķermenis ir ciets;
Kuģis, ja vēlaties izmērīt šķidruma blīvumu.

Lai mājās atrastu ķermeņa blīvumu, jums ir jāizmēra tā tilpums ar centimetru vai trauku un pēc tam jānovieto ķermenis uz svariem. Ja mērāt šķidruma blīvumu, pirms aprēķināšanas neaizmirstiet atņemt tā trauka masu, kurā ielējāt šķidrumu. Mājās ir daudz grūtāk aprēķināt gāzu blīvumu, iesakām izmantot gatavas tabulas, kurās jau ir norādīti dažādu gāzu blīvumi.

ρ = m (gāze) / V (gāze)

D pēc Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Tāpēc:
D pa gaisu. = M (gāze X) / 29

Gāzes dinamiskā un kinemātiskā viskozitāte.

Gāzu viskozitāte (iekšējās berzes parādība) ir berzes spēku parādīšanās starp gāzes slāņiem, kas pārvietojas viens pret otru paralēli un ar dažādu ātrumu.
Divu gāzes slāņu mijiedarbību uzskata par procesu, kura laikā impulss tiek pārnests no viena slāņa uz otru.
Berzes spēku uz laukuma vienību starp diviem gāzes slāņiem, kas vienāds ar impulsu, kas sekundē tiek pārnests no slāņa uz slāni caur laukuma vienību, nosaka Ņūtona likums:

Ātruma gradients virzienā, kas ir perpendikulārs gāzes slāņu kustības virzienam.
Mīnusa zīme norāda, ka impulss tiek pārnests ātruma samazināšanās virzienā.
- dinamiskā viskozitāte.
, kur
ir gāzes blīvums,
- molekulu vidējais aritmētiskais ātrums,
- vidējais garums brīvs molekulu ceļš.

Viskozitātes kinemātiskais koeficients.

Gāzes kritiskie parametri: Тcr, Рcr.

Kritiskā temperatūra ir temperatūra, virs kuras jebkurā spiedienā gāzi nevar pārvietot šķidrā stāvoklī. Spiedienu, kas nepieciešams gāzes sašķidrināšanai kritiskā temperatūrā, sauc par kritisko spiedienu. Dotie gāzes parametri. Dotie parametri ir bezdimensiju lielumi, kas parāda, cik reižu faktiskie gāzes stāvokļa parametri (spiediens, temperatūra, blīvums, īpatnējais tilpums) ir lielāki vai mazāki par kritiskajiem:

Dziļurbuma ražošana un pazemes gāzes krātuve.

Gāzes blīvums: absolūtais un relatīvais.

Gāzes blīvums ir viens no svarīgākajiem tās parametriem. Runājot par gāzes blīvumu, tie parasti nozīmē tās blīvumu normālos apstākļos (t.i., temperatūrā un spiedienā). Turklāt bieži tiek izmantots gāzes relatīvais blīvums, ar to saprotot dotās gāzes blīvuma attiecību pret gaisa blīvumu tādos pašos apstākļos. Ir viegli saprast, ka gāzes relatīvais blīvums nav atkarīgs no apstākļiem, kādos tā atrodas, jo saskaņā ar gāzveida stāvokļa likumiem visu gāzu tilpumi mainās, mainoties spiedienam un temperatūrai tajā pašā veidā.

Gāzes absolūtais blīvums ir 1 litra gāzes masa normālos apstākļos. Parasti gāzēm to mēra g / l.

ρ = m (gāze) / V (gāze)

Ja ņemam 1 molu gāzes, tad:

un gāzes molāro masu var atrast, reizinot blīvumu ar molāro tilpumu.

Relatīvais blīvums D ir vērtība, kas parāda, cik reižu gāze X ir smagāka par gāzi Y. To aprēķina kā gāzu X un Y molāro masu attiecību:

D pēc Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Bieži vien aprēķinos izmanto gāzu relatīvos blīvumus ūdeņražam un gaisam.

Relatīvais gāzes blīvums X ūdeņradim:

D pēc H2 = M (gāze X) / M (H2) = M (gāze X) / 2

Gaiss ir gāzu maisījums, tāpēc tam var aprēķināt tikai vidējo molmasu.

Tā vērtība ir 29 g/mol (pamatojoties uz aptuveno vidējo sastāvu).
Tāpēc:
D pa gaisu. = M (gāze X) / 29

Gāzes blīvumu B (pw, g / l) nosaka, nosverot (mv) nelielu zināma tilpuma stikla kolbu ar gāzi (274. att., a) vai gāzes piknometru (sk. 77. att.), izmantojot formulu.

kur V ir konusa (5–20 ml) vai piknometra tilpums.

Konusu nosver divas reizes: vispirms evakuē un pēc tam piepilda ar pētāmo gāzi. Pēc iegūto 2 masu vērtību starpības tiek atpazīta gāzes masa mv, g. Piepildot konusu ar gāzi, mēra tās spiedienu un sverot temperatūru. vide, ko ņem kā gāzes temperatūru konusā. Atrastās gāzes p un T vērtības ļauj aprēķināt gāzes blīvumu normālos apstākļos (0 °C; aptuveni 0,1 MPa).

Lai samazinātu korekciju par masas zudumu konusam ar gāzi gaisā, kad to sver kā konteineru, uz otras līdzsvara sijas pleca uzliek tieši tāda paša tilpuma noslēgtu konusu.

Rīsi. 274. Ierīces gāzes blīvuma noteikšanai: konusa (a) un šķidruma (b) un dzīvsudraba (c) efuiometri.

Šī konusa virsma katru reizi tiek apstrādāta (notīrīta) tieši tāpat kā ar gāzi nosvērtā.

Evakuācijas procesā konuss tiek nedaudz uzsildīts, atstājot to savienotu ar vakuuma sistēmu vairākas stundas, jo atlikušo gaisu un mitrumu ir grūti noņemt. Evakuētais konuss var mainīt tilpumu, jo sienas tiek saspiestas atmosfēras spiediena ietekmē. Kļūda vieglo gāzu blīvuma noteikšanā no šādas saspiešanas var sasniegt 1%. Dažos gadījumos gāzei tiek noteikts arī relatīvais blīvums dv, t.i., noteiktas gāzes blīvuma p attiecība pret citas gāzes blīvumu, kas izvēlēta kā standarta p0, kas ņemta tajā pašā temperatūrā un spiedienā:

kur Mv un Mo ir attiecīgi pētāmās gāzes B molārās masas un standarta, piemēram, gaisa vai ūdeņraža, g/mol.

Ūdeņradim M0 = 2,016 g/mol, tāpēc

No šīs attiecības jūs varat noteikt gāzes molāro masu, ja mēs to uzskatām par ideālu.

Ātra metode gāzes blīvuma noteikšanai ir mērīt tās aizplūšanas ilgumu no nelielas sprauslas zem spiediena, kas ir proporcionāls izplūdes ātrumam.

kur τv un τo ~ attiecīgi gāzes B un gaisa izplūdes laiks.

Gāzes blīvuma mērīšana ar šo metodi tiek veikta ar efuziometra sloksni (274.6. att.) - platu cilindru b aptuveni 400 mm augstumā, kura iekšpusē atrodas trauks 5 ar pamatni 7, kas aprīkots ar atverēm ieplūdes un šķidruma izplūde. Tvertnei 5 ir divas atzīmes M1 un M2 gāzes tilpuma nolasīšanai, kuras laiks tiek ievērots. Vārsts 3 kalpo gāzes ievadīšanai, bet vārsts 2 - izvadīšanai caur kapilāru 1. Termometrs 4 kontrolē gāzes temperatūru.

Gāzes blīvuma noteikšana pēc tās izelpas ātruma tiek veikta šādi. Cilindrs b ir piepildīts ar šķidrumu, kurā gāze gandrīz nešķīst, tā ka trauks 5 ir piepildīts arī virs atzīmes M2. Pēc tam caur krānu 3 šķidrumu no trauka 5 izspiež pētāmā gāze zem atzīmes M1, un visam šķidrumam jāpaliek cilindrā. Pēc tam, aizverot krānu 3, atveriet krānu 2 un ļaujiet liekajai gāzei izplūst pa kapilāru 1. Tiklīdz šķidrums sasniedz atzīmi M1, iedarbiniet hronometru. Šķidrums, izspiežot gāzi, pakāpeniski paceļas līdz atzīmei M2. Brīdī, kad šķidruma menisks pieskaras atzīmei M2, hronometrs ir izslēgts. Eksperimentu atkārto 2-3 reizes. Līdzīgas darbības veic ar gaisu, rūpīgi nomazgājot trauku 5 ar to no testa gāzes paliekām. Dažādi novērojumi par gāzes aizplūšanas ilgumu nedrīkst atšķirties vairāk kā par 0,2 - 0,3 s.

Ja pētāmajai gāzei nav iespējams izvēlēties šķidrumu, kurā tā būtu nedaudz šķīstoša, izmanto dzīvsudraba izsvīduma mērītāju (274. att., c). Tas sastāv no stikla trauka 4 ar trīsceļu vārsts 1 un pārsprieguma trauks 5, kas piepildīts ar dzīvsudrabu. Tvertne 4 atrodas stikla traukā 3, kas darbojas kā termostats. Gāze caur vārstu 1 tiek ievadīta tvertnē 4, izspiežot dzīvsudrabu zem atzīmes M1. Testa gāze vai gaiss tiek izvadīts caur kapilāru 2, paceļot izlīdzināšanas trauku 5. Jutīgākas ierīces gāzu blīvuma noteikšanai ir Stock gāzes hidrometrs (275. att., a) un gāzes svari.

Stock Alfred (1876-1946) - vācu neorganisko ķīmiķis un analītiķis.

Stoka hidrometrā kvarca caurules vienu galu uzpūš plānsienu lodītē 1 ar diametru 30 - 35 mm, piepilda ar gaisu, bet otru ievelk matiņā 7. Neliels dzelzs stienis 3 ir cieši pievilkts. izspiests caurules iekšpusē.

Rīsi. 275. Stieņa hidrometrs (a) un uzstādīšanas shēma (b)

Griezuma gals ar lodi balstās uz kvarca vai ahāta balstu. Caurule ar bumbu tiek ievietota kvarca traukā 5 ar pulētu apaļu aizbāzni. Ārpus trauka ir solenoīds 6 ar dzelzs serdi. Ar dažāda stipruma strāvas palīdzību, kas plūst cauri solenoīdam, šūpuļsviras pozīcija tiek izlīdzināta ar lodi tā, lai mati 7 būtu precīzi pret nulles indikatoru 8. Matu stāvokli novēro, izmantojot teleskopu vai mikroskopu. .

Kāta hidrometrs ir piemetināts caurulei 2, lai novērstu jebkādas vibrācijas.

Bumba un caurule atrodas līdzsvarā noteiktam apkārtējās gāzes blīvumam. Ja traukā 5 pie nemainīga spiediena vienu gāzi nomaina ar citu, tad gāzes blīvuma izmaiņu dēļ tiks izjaukts līdzsvars. Lai to atjaunotu, nepieciešams vai nu stieni 3 vilkt uz leju ar elektromagnētu 6, kad gāzes blīvums samazinās, vai arī ļaut tam pacelties uz augšu, kad blīvums palielinās. Caur solenoīdu plūstošās strāvas stiprums, kad ir sasniegts līdzsvars, ir tieši proporcionāls blīvuma izmaiņām.

Instruments ir kalibrēts zināma blīvuma gāzēm. Stieņa hidrometra precizitāte ir 0,01 - 0,1%, jutība ir aptuveni DO "7 g, mērījumu diapazons ir no 0 līdz 4 g / l.

Uzstādīšana ar stieņa hidrometru. Kāta hidrometrs / (275.6. att.) ir pievienots vakuuma sistēmai tā, lai tas karātos uz caurules 2 kā uz atsperes. Caurules 2 līkums 3 ir iegremdēts Djūāra traukā 4 ar dzesēšanas maisījumu, kas ļauj uzturēt temperatūru ne augstāku par -80 o C dzīvsudraba tvaiku kondensācijai, ja vakuuma radīšanai hidrometrā izmanto difūzijas dzīvsudraba sūkni. Vārsts 5 savieno hidrometru ar kolbu, kurā ir pētāmā gāze. Slazds aizsargā difūzijas sūkni no testa gāzes iedarbības, un armatūra 7 kalpo spiediena precīzai regulēšanai. Visa sistēma caur cauruli ir savienota ar difūzijas sūkni.

Gāzes tilpumu mēra, izmantojot kalibrētas gāzes beretes (sk. 84. att.) ar termostatiski vadāmu ūdens apvalku. Lai izvairītos no kapilāro parādību korekcijām, tiek izvēlētas gāzes 3 un kompensācijas 5 biretes ar vienādu diametru un novietotas blakus termostatiski vadāmā apvalkā 4 (276. att.). Dzīvsudrabs, glicerīns un citi šķidrumi, kas slikti šķīdina pētāmo gāzi, tiek izmantoti kā barjeras šķidrumi.

Darbiniet šo ierīci šādi. Vispirms piepildiet biretes ar šķidrumu līdz līmenim virs krāna 2, paceļot trauku b. Pēc tam gāzes birete tiek savienota ar gāzes avotu un tiek ievadīta, nolaižot trauku b, pēc tam aizverot vārstu 2. Lai izlīdzinātu gāzes spiedienu biretē 3 ar atmosfēras spiedienu, trauku b pietuvina biretei un novieto tādā augstumā, lai dzīvsudraba meniski kompensācijas 5 un gāzes 3 biretēs būtu vienā līmenī. Tā kā kompensējošā birete sazinās ar atmosfēru (tās augšējais gals ir atvērts), tad ar šo meniska stāvokli gāzes spiediens gāzes biretē būs vienāds ar atmosfēras spiedienu.

Tajā pašā laikā atmosfēras spiedienu mēra, izmantojot barometru, un ūdens temperatūru apvalkā 4, izmantojot termometru 7.

Atrastais gāzes tilpums tiek sasniegts normālos apstākļos (0 ° C; 0,1 MPa), izmantojot ideālās gāzes vienādojumu:

V0 un V ir attiecīgi līdz normāliem apstākļiem samazināts gāzes tilpums (l) un izmērītais gāzes tilpums temperatūrā t (°C); p - atmosfēras spiediens gāzes tilpuma mērīšanas laikā, torr.

Ja gāze satur ūdens tvaikus vai pirms tilpuma mērīšanas atradās traukā virs ūdens vai ūdens šķīduma, tad tās tilpumu noregulē līdz normāliem apstākļiem, ņemot vērā ūdens tvaika spiedienu p1 eksperimenta temperatūrā (sk. 37. tabulu) :

Vienādojumi tiek piemēroti, ja atmosfēras spiediens, mērot gāzes tilpumu, bija relatīvi tuvu 760 Torr. Spiediens īsta gāze vienmēr mazāk par ideālu molekulu mijiedarbības dēļ. Tāpēc atrastajā gāzes tilpuma vērtībā tiek ieviesta gāzes nepilnības korekcija, kas ņemta no īpašām uzziņu grāmatām.

Krievijas Federācijas Izglītības un zinātnes ministrija

federālais budžets izglītības iestāde augstākā profesionālā izglītība

"Krievu valoda Valsts universitāte nafta un gāze. I. M. Gubkins"

A.N. Timaševs, T.A. Berkunova, E.A. Mammadovs

GĀZES BLĪVUMA NOTEIKŠANA

Laboratorijas darbu īstenošanas vadlīnijas disciplīnās "Gāzes urbumu ekspluatācijas tehnoloģija" un "Gāzes un gāzes kondensāta lauku attīstība un ekspluatācija" specialitāšu studentiem:

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

Profesora A.I. vadībā. Ermolajeva

Maskava 2012

Gāzes blīvuma noteikšana.

Laboratorijas darbu vadlīnijas / A.N. Timaševs,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadovs - M.: Krievijas Valsts naftas un gāzes universitāte nosaukta I.M. Gubkina, 2012. gads.

Ir izklāstītas metodes gāzes blīvuma noteikšanai laboratorijā. Tas ir balstīts uz pašreizējo GOST 17310 - 2002.

Metodiskie norādījumi paredzēti naftas un gāzes augstskolu studentiem specialitātēs: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

Izdevums sagatavots Gāzes un gāzes attīstības un ekspluatācijas departamentā

zokondensāta nogulsnes.

Iespiests ar fakultātes izglītības un metodiskās komisijas lēmumu

botki naftas un gāzes lauki.



	Ievads……………………………………………………………….
	Pamatdefinīcijas……………………………………………….
	Dabasgāzes blīvums atmosfēras spiedienā………….
	Gāzes relatīvais blīvums ……………………………………….
	Dabasgāzes blīvums pie spiediena un temperatūras……….
	Laboratorijas metodes dabasgāzes blīvuma noteikšanai….
	Piknometriskā metode………………………………………………
	Aprēķinu formulas……………………………………………………..
	Blīvuma noteikšanas procedūra……………………………………
	Gāzes blīvuma aprēķins……………………………………………………
	Gāzes blīvuma noteikšana ar izplūdes metodi……………………..
	Attiecību atvasināšana pētāmo ha- blīvuma noteikšanai.
	aiz …………………………………………………………………………..
2.2.2. Darba kārtība………………………………………….
2.2.3. Mērījumu rezultātu apstrāde…………………………………..
	Testa jautājumi…………………………………………………..
	Literatūra…………………………………………………………….
	A pielikums…………………………………………………………………
	B papildinājums………………………………………………………….
	B papildinājums……………………………………………………………

Ievads

Tiek izmantotas dabasgāzu un ogļūdeņražu kondensātu fizikālās īpašības

tiek izmantoti gan projektēšanas stadijā, gan nozares attīstībā, gan attīstībā

dabasgāzu blīvumu, kā arī lauka attīstības analīzi un kontroli,

sistēmas darbība produktu savākšanai un sagatavošanai no gāzes un gāzes kondensāta urbumiem. Viena no galvenajām fizikālajām īpašībām, kas jāpēta, ir nogulšņu gāzes blīvums.

Tā kā dabasgāzes lauku gāzes sastāvs ir sarežģīts,

kas sastāv no ogļūdeņražiem (alkāniem, cikloalkāniem un arēniem) un citiem ogļūdeņražiem

sastāvdaļas (slāpeklis, hēlijs un citas retzemju gāzes, kā arī skābās sastāvdaļas

nites H2 S un CO2), ir nepieciešams laboratoriski noteikt blīvumu

sti gāzes.

Šajā vadlīnijas apsvērtas aprēķina metodes, lai noteiktu

gāzes blīvuma noteikšana pēc zināma sastāva, kā arī divas laboratorijas metodes gāzes blīvuma noteikšanai: piknometriskā un plūsmas metode caur kapilāru.

1. Pamatdefinīcijas

1.1. Dabasgāzes blīvums atmosfēras spiedienā

Gāzes blīvums ir vienāds ar masu M, kas atrodas vielas tilpuma vienībā v

va. Atšķirt gāzes blīvumu pie normāla n P 0,1013 MPa, T 273K un

	standarta ar R 0,1013MPa, T 293K									apstākļos, kā arī pie jebkura spiediena
	lenija Р un temperatūra Т Р,Т.									zināmā molekulmasa
	blīvums normālos apstākļos ir



	standarta apstākļos

kur M ir gāzes molekulmasa, kg/kmol; 22,41 un 24,04, m3 / kmol - attiecīgi gāzes molārais tilpums normālā (0,1013 MPa, 273 K) un standarta temperatūrā

(0,1013 MPa, 293 K) apstākļos.

Dabasgāzēm, kas sastāv no ogļūdeņražiem un komponentiem, kas nav ogļūdeņraži (skābās un inertās), šķietamā molekulmasa M līdz

tiek noteikts pēc formulas



				êã/ êì î ëü,

kur M i ir i-tās sastāvdaļas molekulmasa, kg/kmol, n i ir i-tās sastāvdaļas molārā procentuālā daļa maisījumā;

k ir komponentu skaits maisījumā (dabasgāze).

Dabasgāzes blīvums cm ir vienāds ar



							pie 0,1 MPa un 293 K


							pie 0,1 MPa un 293 K

i ir i-tā komponenta blīvums pie 0,1 MPa un 293 K.

Dati par atsevišķām sastāvdaļām ir parādīti 1. tabulā.

Blīvuma konversija plkst dažādi apstākļi temperatūra un spiediens

0,1013 MPa (101,325 kPa) B pielikumā.

1.2. Relatīvais gāzes blīvums

Inženieraprēķinu praksē relatīvā jēdziens

blīvums, kas vienāds ar gāzes blīvuma attiecību pret gaisa blīvumu plkst tās pašas vērtības spiediens un temperatūra. Parasti par atsauci tiek uzskatīti normāli vai standarta apstākļi, savukārt gaisa blīvums ir

atbildīgi ir 0 1,293 kg / m 3 un 20 1,205 kg / m 3. Tad radinieks

Dabasgāzes blīvums ir vienāds ar

1.3. Dabasgāzes blīvums pie spiediena un temperatūras

Gāzes blīvums apstākļiem rezervuārā, urbumā, gāzē

vadi un ierīces atbilstošā spiedienā un temperatūrā nosaka

tiek aprēķināts pēc šādas formulas

kur P un T ir spiediens un temperatūra vietā, kur aprēķina gāzes blīvumu; 293 K un 0,1013 MPa - standarta apstākļi, kad atrasts cm;

z ,z 0 ir gāzes supersaspiežamības koeficienti attiecīgi pie Р un Т un

standarta apstākļos (vērtība z 0 = 1).

Vienkāršākais veids, kā noteikt supersaspiežamības koeficientu z, ir grafiskā metode. Z atkarība no dotajiem parametriem ir

ievietots att. viens.

Vienkomponenta gāzei (tīrai gāzei) nosaka dotos parametrus

dalīts ar formulām




	un T c ir gāzes kritiskie parametri.
Daudzkomponentu (dabas) gāzēm veiciet iepriekšēju aprēķinu
pseidokritiskie spiedieni un temperatūras atbilstoši atkarībām




	T nskn iT ci /100,

	un T c ir gāzes i-tās sastāvdaļas kritiskie parametri.

Tā kā dabasgāzes sastāvs ir noteikts līdz butānam C4 H10		vai heksāns C6 H14

ieskaitot, un visas pārējās sastāvdaļas tiek apvienotas atlikumā (pseidokomponents

komponents) C5+ vai C7+, šajā gadījumā kritiskos parametrus nosaka pēc formulas

100 m ar 5 240 un 700 d ar 5 950,

М с 5 ir molekulmasa С5+ (С7+) kg/kmol;

d c 5 ir С5+ (С7+) pseidokomponentes blīvums, kg/m3.

Attiecības starp M s		tiek atrasts pēc Kreiga formulas

1. tabula

Dabasgāzes komponentu indikatori

Rādītāji

Sastāvdaļas

Molekulārā masa,

M kg/kmol

Blīvums, kg/m3 0,1

Relatīvs sižets-

kritiskais apjoms,

dm3 /kmol

kritiskais spiediens,

Kritiskā temperaments -

Kritiskā saspiešana

tilts, zcr

Acentriskais faktors

1. attēls - Supersaspiežamības koeficienta z atkarība no dotajiem parametriem Ppr un Tpr

2. Laboratorijas metodes dabasgāzes blīvuma noteikšanai

2.1. Piknometriskā metode

Piknometriskā metode ir noteikta ar GOST 17310-2002 standartu, saskaņā ar

kas nosaka gāzu un gāzu maisījumu blīvumu (relatīvais blīvums).

Metodes būtība ir stikla piknometra ar tilpumu 100-200 cm3 nosvēršana sērijveidā ar žāvētu gaisu un žāvēta.

nākamā gāze tajā pašā temperatūrā un spiedienā.

Sausā gaisa blīvums ir atsauces vērtība. Zinot piknometra iekšējo tilpumu, ir iespējams noteikt nezināma sastāva dabasgāzes blīvumu

(pārbaudes gāze). Lai to izdarītu, piknometra iekšējo tilpumu (“ūdens numuru”) provizoriski nosaka, pārmaiņus nosverot piknometru ar žāvētu gaisu un destilētu ūdeni, kura blīvums ir zināms. Tad nosver-

tiek uzšūts ar pētāmo gāzi pildīts piknometrs. Sausā gaisa blīvuma vērtībai pieskaita starpību starp piknometra ar testa gāzi un piknometra ar gaisu masu, kas dalīta ar piknometra tilpuma vērtību ("ūdens skaitlis"),

kas ir pētāmās gāzes galīgais blīvums.

Aprēķinu formulu atvasinājums ir parādīts zemāk.

2.1.1. Aprēķinu formulas

Dabasgāzes blīvumu nosaka ar piknometrisko metodi, pamatojoties uz šādām attiecībām: