DEFINICJA

powietrze atmosferyczne jest mieszaniną wielu gazów. Powietrze ma złożony skład. Jego główne składniki można podzielić na trzy grupy: stałą, zmienną i losową. Do tych pierwszych zaliczamy tlen (zawartość tlenu w powietrzu wynosi ok. 21% objętości), azot (ok. 86%) oraz tzw. gazy obojętne (ok. 1%).

Zawartość części składowe praktycznie niezależnie od miejsca Globus pobrano próbkę suchego powietrza. Druga grupa obejmuje dwutlenek węgla (0,02 - 0,04%) i parę wodną (do 3%). Zawartość przypadkowych składników zależy od warunków lokalnych: w pobliżu zakładów metalurgicznych do powietrza często mieszają się znaczne ilości. kwaśny gaz, w miejscach, w których następuje rozkład pozostałości organicznych - amoniak itp. Oprócz różnych gazów powietrze zawsze zawiera mniej lub więcej pyłu.

Gęstość powietrza to wartość równa masie gazu w atmosferze ziemskiej podzielonej przez jednostkę objętości. Zależy to od ciśnienia, temperatury i wilgotności. Istnieje standardowa wartość gęstości powietrza - 1,225 kg/m 3 odpowiadająca gęstości powietrza suchego o temperaturze 15 o C i ciśnieniu 101330 Pa.

Znając z doświadczenia masę litra powietrza w normalnych warunkach (1,293 g), można obliczyć masę cząsteczkową, jaką miałoby powietrze, gdyby było pojedynczym gazem. Ponieważ gram-cząsteczka dowolnego gazu zajmuje w normalnych warunkach objętość 22,4 litra, średnia masa cząsteczkowa powietrza wynosi

22,4 × 1,293 = 29.

Tę liczbę - 29 - należy zapamiętać: znając ją, łatwo obliczyć gęstość dowolnego gazu w stosunku do powietrza.

Gęstość ciekłego powietrza

Gdy jest wystarczająco chłodne, powietrze przechodzi do stan ciekły. Ciekłe powietrze może być przechowywane dość długo w naczyniach o podwójnych ściankach, z przestrzeni pomiędzy którymi wypompowywane jest powietrze w celu ograniczenia wymiany ciepła. Podobne naczynia stosuje się np. w termosach.

Swobodnie odparowujące w normalnych warunkach ciekłe powietrze ma temperaturę około (-190 o C). Jego skład jest niestabilny, ponieważ azot paruje łatwiej niż tlen. W miarę usuwania azotu, kolor ciekłego powietrza zmienia się z niebieskawego na jasnoniebieski (kolor ciekłego tlenu).

W ciekłym powietrzu alkohol etylowy, eter dietylowy i wiele gazów łatwo przechodzi w stan stały. Jeśli np. dwutlenek węgla przepuszczany jest przez ciekłe powietrze, to zamienia się on w białe płatki, podobne w wygląd na śnieg. Rtęć zanurzona w ciekłym powietrzu staje się stała i plastyczna.

Wiele substancji chłodzonych ciekłym powietrzem dramatycznie zmienia swoje właściwości. W ten sposób szczelina i cyna stają się tak kruche, że łatwo zamieniają się w proszek, ołowiany dzwonek wydaje wyraźny dźwięk, a zamrożona gumowa piłka rozbija się po upuszczeniu na podłogę.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

PRZYKŁAD 2

Zadanie	Określ, ile razy cięższy od powietrza siarkowodór H 2 S.
Rozwiązanie	Stosunek masy danego gazu do masy innego gazu pobranego w tej samej objętości, w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniu nazywamy względną gęstością pierwszego gazu względem drugiego. Ta wartość pokazuje, ile razy pierwszy gaz jest cięższy lub lżejszy niż drugi gaz. Przyjmuje się względną masę cząsteczkową powietrza równą 29 (biorąc pod uwagę zawartość azotu, tlenu i innych gazów w powietrzu). Należy zauważyć, że pojęcie „względnej masy cząsteczkowej powietrza” jest stosowane warunkowo, ponieważ powietrze jest mieszaniną gazów. D powietrze (H2S) = Mr (H2S) / Mr (powietrze); D powietrze (H 2 S) = 34/29 = 1,17. M r (H 2 S) = 2 × AR (H) + AR (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.
Odpowiedź	Siarkowodór H 2 S jest 1,17 razy cięższy od powietrza.

Gaz ziemny jest mieszaniną gazy węglowodorowe, występujące w podłożu gruntowym w postaci odrębnych osadów i złóż, a także w postaci rozpuszczonej w złożach ropy naftowej lub w postaci tzw. Podstawowe fizyczne i Właściwości chemiczne gazu ziemnego ten:

Gęstość gazów to masa substancji na jednostkę objętości - g / cm 3. Do celów praktycznych stosuje się gęstość względną gazu w stosunku do powietrza, tj. stosunek gęstości gazu do gęstości powietrza. Innymi słowy, jest to wskaźnik tego, o ile gaz jest lżejszy lub cięższy od powietrza:

gdzie ρ w warunkach standardowych wynosi 1,293 kg / m3;

Gęstość względna metanu wynosi 0,554, etanu 1,05, a propanu 1,55. Dlatego gaz domowy (propan) w przypadku wycieku gromadzi się w piwnicy domów, tworząc tam mieszaninę wybuchową.

Ciepło spalania

Ciepło spalania lub Wartość opałowa- ilość ciepła uwalnianego podczas całkowitego spalania 1 m 3 gazu. Średnio wynosi 35160 kJ/m 3 (kilodżule na 1 m 3).

Rozpuszczalność gazu

Rozpuszczalność w oleju

Rozpuszczalność gazu w oleju zależy od ciśnienia, temperatury i składu oleju i gazu. Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta również rozpuszczalność gazu. Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się rozpuszczalność gazu. Gazy o niskiej masie cząsteczkowej są trudniejsze do rozpuszczenia w olejach niż te grubsze.

Wraz ze wzrostem gęstości oleju, tj. wraz ze wzrostem zawartości zawartych w nim związków wielkocząsteczkowych zmniejsza się rozpuszczalność zawartego w nim gazu.

Wskaźnikiem rozpuszczalności gazu w oleju jest współczynnik gazowy - G, który pokazuje ilość gazu w 1 m 3 (lub 1 tonie) odgazowanego oleju. Jest mierzony wm 3 / m 3 lub m 3 / t.

Zgodnie z tym wskaźnikiem depozyty dzielą się na:

1) olej - G<650 м 3 /м 3 ;

2) olej z korkiem gazowym - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) kondensat gazowy - G>900 m 3 /m 3.

Rozpuszczalność wody w sprężonym gazie

Woda rozpuszcza się w sprężonym gazie pod wysokim ciśnieniem. Ciśnienie to umożliwia przemieszczanie wody w podłożu nie tylko w fazie ciekłej, ale również w fazie gazowej, co zapewnia jej większą mobilność i przepuszczalność przez skały. Wraz ze wzrostem mineralizacji wody zmniejsza się jej rozpuszczalność w gazie.

Rozpuszczalność ciekłych węglowodorów w sprężonych gazach

Węglowodory płynne dobrze rozpuszczają się w sprężonych gazach, tworząc mieszanki gazowo-kondensatowe. Stwarza to możliwość przenoszenia (migracji) węglowodorów ciekłych w fazie gazowej, zapewniając łatwiejszy i szybszy proces ich przemieszczania się w górotworze.

Wraz ze wzrostem ciśnienia i temperatury wzrasta rozpuszczalność ciekłych węglowodorów w gazie.

Ściśliwość

Ściśliwość gazu formacyjnego jest bardzo ważną właściwością gazów naturalnych. Objętość gazu w warunkach złożowych jest o 2 rzędy wielkości (tj. około 100 razy) mniejsza niż jego objętość w standardowych warunkach na powierzchni Ziemi. Dzieje się tak, ponieważ gaz ma wysoki stopień ściśliwości przy wysokie ciśnienia i temperatury.

Stopień ściśliwości określany jest stosunkiem objętości gazu złożowego, który jest stosunkiem objętości gazu w warunkach złożowych do objętości tej samej ilości gazu w warunkach atmosferycznych.

Powstawanie kondensatu jest ściśle związane ze zjawiskami ściśliwości gazów i rozpuszczalności w nich ciekłych węglowodorów. W warunkach złożowych, wraz ze wzrostem ciśnienia, składniki ciekłe przechodzą w stan gazowy, tworząc „olej rozpuszczony w gazie” lub kondensat gazowy. Gdy ciśnienie spada, proces przebiega w odwrotnym kierunku, tj. częściowa kondensacja gazu (lub pary) do stanu ciekłego. Dlatego też podczas produkcji gazu kondensat jest również odprowadzany na powierzchnię.

Współczynnik kondensatu

Współczynnik kondensatu - CF - to ilość surowego kondensatu w cm 3 na 1 m3 odseparowanego gazu.

Rozróżnij kondensat surowy i kondensat stały. Kondensat surowy to faza ciekła, w której rozpuszczone są składniki gazowe.

Stabilny kondensat uzyskuje się z ropy naftowej poprzez jej odgazowanie. Składa się tylko z ciekłych węglowodorów - pentanu i wyższych.

W standardowych warunkach kondensaty gazowe są bezbarwnymi cieczami o gęstości 0,625 - 0,825 g/cm3 o początkowej temperaturze wrzenia od 24 0 C do 92 0 C. Większość frakcji ma temperaturę wrzenia do 250 0 C.

Gaz to porównanie względnej masy cząsteczkowej lub molowej jednego gazu z masą innego gazu. Z reguły określa się go w odniesieniu do lekki gaz- wodór. Gazy są również często porównywane do powietrza.

Aby pokazać, który gaz jest wybrany do porównania, przed symbolem względnej gęstości testu dodawany jest indeks, a sama nazwa jest zapisywana w nawiasach. Na przykład DH2(SO2). Oznacza to, że gęstość obliczono z wodoru. Czyta się to jako „gęstość tlenku siarki przez wodór”.

Aby obliczyć gęstość gazu z wodoru, konieczne jest określenie mas molowych badanego gazu i wodoru za pomocą układu okresowego. Jeśli jest to chlor i wodór, wskaźniki będą wyglądać następująco: M (Cl2) \u003d 71 g / mol i M (H2) \u003d 2 g / mol. Jeśli gęstość wodoru podzielimy przez gęstość chloru (71:2), otrzymamy 35,5. Oznacza to, że chlor jest 35,5 razy cięższy niż wodór.

Gęstość względna gazu nie zależy od warunków zewnętrznych. Wyjaśniają to uniwersalne prawa stanu gazów, które sprowadzają się do tego, że zmiana temperatury i ciśnienia nie prowadzi do zmiany ich objętości. Przy każdej zmianie tych wskaźników pomiary są dokonywane dokładnie w ten sam sposób.

Aby empirycznie określić gęstość gazu, potrzebna jest kolba, w której można go umieścić. Kolbę z gazem należy zważyć dwukrotnie: za pierwszym razem - po wypompowaniu z niej całego powietrza; drugi - napełniając go badanym gazem. Konieczne jest również wcześniejsze zmierzenie objętości kolby.

Najpierw musisz obliczyć różnicę mas i podzielić ją przez wartość objętości kolby. Wynikiem jest gęstość gazu w danych warunkach. Korzystając z równania stanu, możesz obliczyć żądany wskaźnik dla normalnego lub idealne warunki.

Gęstość niektórych gazów można znaleźć w tabeli podsumowującej, która zawiera gotowe informacje. Jeżeli gaz jest wymieniony w tabeli, to informacje te można pobrać bez dodatkowych obliczeń i stosowania wzorów. Na przykład gęstość pary wodnej można znaleźć w tabeli właściwości wody (podręcznik Rivkin S.L. i innych), jej elektronicznym odpowiedniku lub za pomocą programów takich jak WaterSteamPro i innych.

Jednak dla różnych cieczy równowaga z parą zachodzi przy różnych gęstościach tych ostatnich. Wynika to z różnicy sił oddziaływania międzycząsteczkowego. Im jest wyższy, tym szybciej nadejdzie równowaga (na przykład rtęć). W lotnych cieczach (np. eterze) równowaga może wystąpić tylko przy znacznej gęstości pary.

Gęstość różnych gazów naturalnych waha się od 0,72 do 2,00 kg/m3 i więcej, względna - od 0,6 do 1,5 i więcej. Największa gęstość występuje w gazach o największej zawartości ciężkich węglowodorów H2S, CO2 i N2, a najniższa w suchych gazach metanowych.

Właściwości zależą od jego składu, temperatury, ciśnienia i gęstości. Ostatni wskaźnik określa laboratorium. To zależy od wszystkich powyższych. Możesz określić jego gęstość różne metody. Najdokładniejsze jest ważenie na dokładnej wadze w cienkościennym szklanym pojemniku.

Więcej niż ten sam wskaźnik gazów ziemnych. W praktyce stosunek ten przyjmuje się jako 0,6:1. Statyczne zmniejsza się szybciej niż gaz. Przy ciśnieniach do 100 MPa gęstość gazu ziemnego może przekraczać 0,35 g/cm3.

Ustalono, że wzrostowi może towarzyszyć wzrost temperatury tworzenia hydratów. Gaz ziemny o niskiej gęstości tworzy hydraty w wyższej temperaturze niż gazy o większej gęstości.

Gęstościomierze dopiero zaczynają być stosowane i wciąż pozostaje wiele pytań, które dotyczą cech ich obsługi i weryfikacji.

Instrukcja

Aby poradzić sobie z zadaniem, konieczne jest zastosowanie wzorów na gęstość względną:

Najpierw znajdź względną masę cząsteczkową amoniaku, którą można obliczyć z tabeli D.I. Mendelejew.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, stąd
Pan(NH3) = 14 + 3 = 17

Zastąp otrzymane dane wzorem na określenie gęstości względnej przez powietrze:
D (powietrze) = Mr (amoniak) / Mr (powietrze);
D (powietrze) = Pan (amoniak) / 29;
D (powietrze) = 17/29 = 0,59.

Przykład nr 2. Oblicz gęstość względną amoniaku w odniesieniu do wodoru.

Zastąp dane we wzorze na określenie gęstości względnej wodoru:
D (wodór) = Mr (amoniak) / Mr (wodór);
D (wodór) = Mr (amoniak) / 2;
D (wodór) = 17/2 = 8,5.

Wodór (z łac. „Hydrogenium” – „generowanie wody”) jest pierwszym elementem układu okresowego. Jest szeroko rozpowszechniony, występuje w postaci trzech izotopów - protium, deuteru i trytu. Wodór to lekki, bezbarwny gaz (14,5 razy lżejszy od powietrza). Jest wysoce wybuchowy po zmieszaniu z powietrzem i tlenem. Używany w chemii Przemysł spożywczy, jak również paliwo rakietowe. Trwają badania nad możliwością wykorzystania wodór jako paliwo dla silniki samochodowe. Gęstość wodór(jak również każdy inny gaz) można zdefiniować różne sposoby.

Instrukcja

Po pierwsze, w oparciu o uniwersalną definicję gęstości - ilość substancji na jednostkę objętości. W przypadku, gdy znajduje się on w naczyniu zamkniętym, gęstość gazu wyznacza się elementarnie, według wzoru (M1 - M2) / V, gdzie M1 jest całkowitą masą naczynia z gazem, M2 jest masą puste naczynie, a V jest wewnętrzną objętością naczynia.

Jeśli chcesz określić gęstość wodór, mając takie dane wyjściowe jak , tu z pomocą przychodzi uniwersalne równanie stanu gazu doskonałego, czyli równanie Mendelejewa-Clapeyrona: PV = (mRT)/M.
P - ciśnienie gazu
V to jego objętość
R jest uniwersalną stałą gazową
T to temperatura gazu w kelwinach
M to masa molowa gazu
m jest rzeczywistą masą gazu.

Gaz doskonały to taki gaz matematyczny, w którym można pominąć energię potencjalną cząsteczek w porównaniu z ich energią kinetyczną. W modelu gazu doskonałego nie ma sił przyciągania ani odpychania między cząsteczkami, a zderzenia cząstek z innymi cząsteczkami lub ścianami naczynia są całkowicie elastyczne.

Oczywiście ani wodór, ani żaden inny gaz nie jest idealny, ale ten model pozwala na obliczenia z wystarczająco dużą dokładnością przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego i temperatura pokojowa. Na przykład, mając zadanie: znajdź gęstość wodór przy ciśnieniu 6 i temperaturze 20 stopni Celsjusza.

Najpierw przekonwertuj wszystkie wartości początkowe​​na układ SI (6 atmosfer \u003d 607950 Pa, 20 stopni C \u003d 293 stopni K). Następnie napisz równanie Mendelejewa-Clapeyrona PV = (mRT)/M. Przekształć to na: P = (mRT)/MV. Ponieważ m / V to gęstość (stosunek masy substancji do jej objętości), otrzymujesz: gęstość wodór= PM/RT i mamy wszystkie niezbędne dane do rozwiązania. Znasz ciśnienie (607950), temperaturę (293), uniwersalną stałą gazową (8,31), masa cząsteczkowa wodór (0,002).

Podstawiając te dane do wzoru, otrzymujesz: gęstość wodór w danych warunkach ciśnienie i temperatura wynosi 0,499 kg/metr sześcienny, czyli około 0,5.

Źródła:

• jak obliczyć gęstość wodoru

Gęstość- to jedna z cech substancji, tak samo jak masa, objętość, temperatura, powierzchnia. Jest równy stosunkowi masy do objętości. Głównym zadaniem jest nauczenie się obliczania tej wartości i wiedza, od czego ona zależy.

Instrukcja

Gęstość to stosunek masy do objętości substancji. Jeśli chcesz określić gęstość substancji, a znasz jej masę i objętość, znalezienie gęstości nie będzie dla Ciebie trudne. Najłatwiejszym sposobem wyznaczenia gęstości w tym przypadku jest p = m/V. Jest to w kg/m^3 w układzie SI. Jednak te dwie wartości nie zawsze są podawane, dlatego warto znać kilka sposobów obliczania gęstości.

Gęstość To ma różne znaczenia w zależności od rodzaju substancji. Ponadto gęstość zmienia się w zależności od stopnia zasolenia i temperatury. Wraz ze spadkiem temperatury wzrasta gęstość, a wraz ze spadkiem stopnia zasolenia gęstość również maleje. Na przykład gęstość Morza Czerwonego jest nadal uważana za wysoką, podczas gdy w Morzu Bałtyckim jest już mniejsza. Czy wszyscy zauważyliście, że jeśli doda się do niego wodę, to unosi się. Wszystko to dzięki temu, że ma mniejszą gęstość niż woda. Przeciwnie, metale i substancje kamienne toną, ponieważ ich gęstość jest wyższa. Na podstawie gęstości ciał powstało o ich pływaniu.

Dzięki teorii ciał pływających, dzięki której można określić gęstość ciała, wodę, objętość całego ciała oraz objętość jego części zanurzonej. Ta formuła wygląda tak: Vimmersed. części / V ciało \u003d p ciało / p ciecz Wynika z tego, że gęstość ciała można znaleźć w następujący sposób: p ciało \u003d V zanurzone. części * p ciecz / ciało V. Warunek ten jest spełniony na podstawie danych tabelarycznych i określonych objętości zanurzonych V. części i korpus V.

Powiązane wideo

Wskazówka 4: Jak obliczyć względną masę cząsteczkową substancji?

Względna masa cząsteczkowa to bezwymiarowa wartość pokazująca, ile razy masa cząsteczki jest większa niż 1/12 masy atomu węgla. W związku z tym masa atomu węgla wynosi 12 jednostek. Określ względną masę cząsteczkową związek chemiczny Można to zrobić, dodając masy atomów, które tworzą cząsteczkę materii.

Będziesz potrzebować

• - długopis;
• - Notatnik;
• - kalkulator;
• - Stół Mendelejewa.

Instrukcja

Znajdź w układzie okresowym komórki pierwiastków tworzących tę cząsteczkę. Wartości względnych mas atomowych (Ar) dla każdej substancji są wskazane w lewym dolnym rogu komórki. Przepisz je zaokrąglając do najbliższej liczby całkowitej: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.

Określ względną masę cząsteczkową związku (Mr). Aby to zrobić, pomnóż masa atomowa każdy element przez liczbę atomów w . Następnie zsumuj otrzymane wartości. Dla kwasu fosforowego: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Względna masa cząsteczkowa jest liczbowo taka sama jak masa molowa substancji. Niektóre zadania korzystają z tego łącza. Przykład: gaz o temperaturze 200 K i ciśnieniu 0,2 MPa ma gęstość 5,3 kg/m3. Określ jego względną masę cząsteczkową.

Użyj równania Mendelejewa-Claiperona dla gazu doskonałego: PV = mRT/M, gdzie V jest objętością gazu, m3; m jest masą danej objętości gazu, kg; M to masa molowa gazu, kg/mol; R jest uniwersalną stałą gazową. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – gaz, K; P - ciśnienie bezwzględne, Pa. Wyraź masę molową z tej zależności: М = mRT/(PV).

Jak wiadomo gęstość: p = m/V, kg/m3. Zastąp to wyrażeniem: M = pRT / P. Określ masę molową gazu: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. Względna masa cząsteczkowa gazu: Mr = 44. Można się domyślać, że jest to dwutlenek węgla: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Źródła:

• obliczyć względne masy cząsteczkowe

W laboratoriach chemicznych i podczas Eksperymenty chemiczne w domu często konieczne jest określenie względnej gęstości substancji. Gęstość względna to stosunek gęstości danej substancji do gęstości innej w określonych warunkach lub do gęstości substancji odniesienia, którą traktuje się jako wodę destylowaną. Gęstość względna jest wyrażona jako liczba abstrakcyjna.

Będziesz potrzebować

• - tabele i katalogi;
• - areometr, piknometr lub wagi specjalne.

Instrukcja

Gęstość względną substancji w stosunku do gęstości wody destylowanej określa się wzorem: d=p/p0, gdzie d jest pożądaną gęstością względną, p jest gęstością substancji badanej, p0 jest gęstością substancji odniesienia . Ostatni parametr ma charakter tabelaryczny i jest wyznaczony dość dokładnie: w temperaturze 20°C woda ma gęstość 998,203 kg/m3, a gęstość maksymalną osiąga w temperaturze 4°C – 999,973 kg/m3. Przed obliczeniami nie zapominaj, że p i p0 muszą być wyrażone w tych samych jednostkach.

Ponadto względną gęstość substancji można znaleźć w podręcznikach fizycznych i chemicznych. Wartość liczbowa gęstości względnej jest zawsze równa względnemu ciężarowi właściwemu tej samej substancji w tych samych warunkach. Wniosek: użyj tabel względnych środek ciężkości tak jakby były tabelami względnej gęstości.

Przy określaniu gęstości względnej należy zawsze brać pod uwagę temperaturę substancji badanej i substancji odniesienia. Faktem jest, że gęstość substancji maleje i wzrasta wraz z chłodzeniem. Jeżeli temperatura substancji badanej różni się od temperatury odniesienia, należy dokonać korekty. Oblicz to jako średnią zmianę gęstości względnej na 1°C. Poszukaj niezbędnych danych na nomogramach poprawek temperatury.

Aby szybko obliczyć względną gęstość cieczy w praktyce, użyj areometru. Użyj piknometrów i specjalnych wag do pomiaru względnej i suchej masy. Klasyczny areometr to szklana rurka, która rozszerza się na dole. Na dolnym końcu tuby znajduje się zbiornik lub specjalna substancja. Górna część probówki jest oznaczona podziałkami wskazującymi wartość liczbową względnej gęstości badanej substancji. Wiele areometrów jest dodatkowo wyposażonych w termometry do pomiaru temperatury badanej substancji.

Prawo Avogadro

Odległość cząsteczek substancja gazowa od siebie zależy od warunków zewnętrznych: ciśnienia i temperatury. Z tym samym warunki zewnętrzne przerwy między cząsteczkami różnych gazów są takie same. Prawo Avogadro, odkryte w 1811 roku, stwierdza, że ​​równe objętości różnych gazów w tych samych warunkach zewnętrznych (temperatura i ciśnienie) zawierają ten sam numer molekuły. Tych. jeśli V1=V2, T1=T2 i P1=P2, to N1=N2, gdzie V to objętość, T to temperatura, P to ciśnienie, N to liczba cząsteczek gazu (indeks „1” dla jednego gazu, „2” dla innego).

Pierwszy wniosek z prawa Avogadro, objętość molowa

Pierwszy wniosek z prawa Avogadro mówi, że ta sama liczba cząsteczek dowolnego gazu w tych samych warunkach zajmuje tę samą objętość: V1=V2 przy N1=N2, T1=T2 i P1=P2. Objętość jednego mola dowolnego gazu (objętość molowa) jest wartością stałą. Przypomnijmy, że 1 mol zawiera avogadryjską liczbę cząstek - 6,02x10^23 molekuły.

Zatem objętość molowa gazu zależy tylko od ciśnienia i temperatury. Zwykle gazy są brane pod uwagę przy normalnym ciśnieniu i normalna temperatura: 273 K (0 stopni Celsjusza) i 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). W takich normalnych warunkach, oznaczonych „n.o.”, objętość molowa dowolnego gazu wynosi 22,4 l / mol. Znając tę ​​wartość można obliczyć objętość dowolnej masy i dowolnej ilości gazu.

Druga konsekwencja prawa Avogadro, względne gęstości gazów

Aby obliczyć względne gęstości gazów, stosuje się drugą konsekwencję prawa Avogadro. Z definicji gęstość substancji to stosunek jej masy do jej objętości: ρ=m/V. Dla 1 mola substancji masa jest równa masie molowej M, a objętość jest równa objętości molowej V(M). Stąd gęstość gazu wynosi ρ=M(gaz)/V(M).

Niech będą dwa gazy - X i Y. Ich gęstości i masy molowe - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), połączone relacjami: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Gęstość względna gazu X względem gazu Y, oznaczona jako Dy(X), jest stosunkiem gęstości tych gazów ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Objętości molowe są zmniejszone i z tego możemy wywnioskować, że względna gęstość gazu X względem gazu Y jest równa stosunkowi ich mas molowych lub względnych mas cząsteczkowych (są one równe liczbowo).

Gęstości gazów często określa się w odniesieniu do wodoru, najlżejszego ze wszystkich gazów, którego masa molowa wynosi 2 g/mol. Tych. jeśli problem mówi, że nieznany gaz X ma gęstość wodoru, powiedzmy, 15 (gęstość względna jest wielkością bezwymiarową!), to znalezienie jego masy molowej nie jest trudne: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/mol. Często podawana jest również gęstość względna gazu w stosunku do powietrza. Tutaj musisz wiedzieć, że średnia względna masa cząsteczkowa powietrza wynosi 29, a już musisz pomnożyć nie przez 2, ale przez 29.

Gęstość nazywa się wielkość fizyczna, który określa stosunek masy przedmiotu, substancji lub cieczy do objętości, jaką zajmują w przestrzeni. Porozmawiajmy o tym, czym jest gęstość, czym różni się gęstość ciała i materii oraz jak (przy użyciu jakiego wzoru) znaleźć gęstość w fizyce.

Rodzaje gęstości

Należy wyjaśnić, że gęstość można podzielić na kilka typów.

W zależności od badanego obiektu:

• Gęstość ciała - dla ciał jednorodnych - to bezpośredni stosunek masy ciała do jego objętości zajmowanej w przestrzeni.
• Gęstość substancji to gęstość ciał składających się z tej substancji. Gęstość substancji jest stała. Istnieją specjalne tabele, w których podana jest gęstość różne substancje. Na przykład gęstość aluminium wynosi 2,7 * 103 kg / m 3. Znając gęstość aluminium i masę zbudowanego z niego ciała, możemy obliczyć objętość tego ciała. Albo wiedząc, że ciało składa się z aluminium i znając objętość tego ciała, możemy łatwo obliczyć jego masę. Jak znaleźć te wartości, rozważymy nieco później, kiedy wyprowadzimy wzór na obliczenie gęstości.
• Jeśli ciało składa się z kilku substancji, to aby określić jego gęstość, konieczne jest obliczenie gęstości jego części dla każdej substancji osobno. Ta gęstość nazywana jest średnią gęstością ciała.

W zależności od porowatości substancji, z której zbudowany jest organizm:

• Gęstość rzeczywista to gęstość obliczana bez uwzględnienia pustych przestrzeni w ciele.
• Środek ciężkości- lub gęstość pozorna - jest to ta, która jest obliczana z uwzględnieniem pustych przestrzeni ciała składającego się z porowatej lub kruchej substancji.

Jak więc znaleźć gęstość?

Formuła gęstości

Wzór, który pomoże znaleźć gęstość ciała, jest następujący:

• p = m / V, gdzie p to gęstość substancji, m to masa ciała, V to objętość ciała w przestrzeni.

Jeśli obliczymy gęstość konkretnego gazu, wzór będzie wyglądał tak:

• p \u003d M / V m p to gęstość gazu, M to masa molowa gazu, V m to objętość molowa, która w normalnych warunkach wynosi 22,4 l / mol.

Przykład: masa substancji wynosi 15 kg, zajmuje 5 litrów. Jaka jest gęstość materii?

Rozwiązanie: Zastąp wartości we wzorze

• p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Odpowiedź: gęstość substancji wynosi 3 kg / l

Jednostki gęstości

Oprócz wiedzy, jak znaleźć gęstość ciała i substancji, konieczna jest również znajomość jednostek pomiaru gęstości.

• Do ciała stałe- kg/m3, g/cm3
• Do płynów - 1 g/l lub 10 3 kg/m 3
• Dla gazów - 1 g/l lub 10 3 kg/m 3

Więcej o jednostkach gęstości przeczytasz w naszym artykule.

Jak znaleźć gęstość w domu?

Aby znaleźć gęstość ciała lub substancji w domu, będziesz potrzebować:

1. Waga;
2. centymetr, jeśli ciało jest solidne;
3. Naczynie, jeśli chcesz zmierzyć gęstość cieczy.

Aby znaleźć gęstość ciała w domu, należy zmierzyć jego objętość za pomocą centymetra lub naczynia, a następnie położyć ciało na wadze. Jeśli mierzysz gęstość cieczy, przed obliczeniem nie zapomnij odjąć masy naczynia, do którego wlałeś ciecz. O wiele trudniej jest obliczyć gęstość gazów w domu, zalecamy korzystanie z gotowych tabel, w których wskazane są już gęstości różnych gazów.

ρ = m (gaz) / V (gaz)

D przez Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Dlatego:
D drogą powietrzną. = M (gaz X) / 29

Lepkość dynamiczna i kinematyczna gazu.

Lepkość gazów (zjawisko tarcia wewnętrznego) to występowanie sił tarcia pomiędzy warstwami gazu poruszającymi się względem siebie równolegle iz różnymi prędkościami.
Oddziaływanie dwóch warstw gazu jest uważane za proces, podczas którego pęd jest przenoszony z jednej warstwy na drugą.
Siła tarcia na jednostkę powierzchni między dwiema warstwami gazu, równa pędowi przenoszonemu na sekundę z warstwy do warstwy przez jednostkę pola, jest określona przez Prawo Newtona:

Gradient prędkości w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu warstw gazu.
Znak minus wskazuje, że pęd jest przenoszony w kierunku malejącej prędkości.
- lepkość dynamiczna.
, gdzie
to gęstość gazu,
- średnia arytmetyczna prędkość cząsteczek,
- Średnia długość wolna ścieżka cząsteczek.

Kinematyczny współczynnik lepkości.

Krytyczne parametry gazu: Тcr, Рcr.

Temperatura krytyczna to temperatura, powyżej której przy jakimkolwiek ciśnieniu gaz nie może przejść do stanu ciekłego. Ciśnienie wymagane do skroplenia gazu w temperaturze krytycznej nazywa się ciśnieniem krytycznym. Podane parametry gazu. Podane parametry są wielkościami bezwymiarowymi, które pokazują, ile razy rzeczywiste parametry stanu gazu (ciśnienie, temperatura, gęstość, objętość właściwa) są większe lub mniejsze od krytycznych:

Produkcja odkrywkowa i podziemne magazynowanie gazu.

Gęstość gazu: bezwzględna i względna.

Gęstość gazu jest jedną z jego najważniejszych cech. Mówiąc o gęstości gazu, zwykle mamy na myśli jego gęstość w normalnych warunkach (tj. w temperaturze i ciśnieniu). Ponadto często stosuje się gęstość względną gazu, przez którą rozumie się stosunek gęstości danego gazu do gęstości powietrza w tych samych warunkach. Łatwo zauważyć, że względna gęstość gazu nie zależy od warunków, w jakich się znajduje, ponieważ zgodnie z prawami stanu gazowego objętości wszystkich gazów zmieniają się wraz ze zmianami ciśnienia i temperatury w tym samym sposób.

Gęstość bezwzględna gazu to masa 1 litra gazu w normalnych warunkach. Zwykle dla gazów jest mierzony wg / l.

ρ = m (gaz) / V (gaz)

Jeśli weźmiemy 1 mol gazu, to:

a masę molową gazu można znaleźć, mnożąc gęstość przez objętość molową.

Gęstość względna D to wartość, która pokazuje, ile razy gaz X jest cięższy od gazu Y. Oblicza się ją jako stosunek mas molowych gazów X i Y:

D przez Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Często do obliczeń wykorzystuje się względne gęstości gazów dla wodoru i powietrza.

Względna gęstość gazu X dla wodoru:

D przez H2 = M (gaz X) / M (H2) = M (gaz X) / 2

Powietrze jest mieszaniną gazów, więc można dla niego obliczyć tylko średnią masę molową.

Jego wartość przyjmuje się jako 29 g/mol (w oparciu o przybliżony średni skład).
Dlatego:
D drogą powietrzną. = M (gaz X) / 29

Gęstość gazu B (pw, g / l) określa się przez zważenie (mv) małej szklanej kolby o znanej objętości za pomocą gazu (ryc. 274, a) lub piknometru gazowego (patrz ryc. 77), stosując wzór

gdzie V jest objętością stożka (5 - 20 ml) lub piknometru.

Stożek jest ważony dwukrotnie: najpierw opróżniany, a następnie napełniany badanym gazem. Na podstawie różnicy wartości uzyskanych 2 mas określa się masę gazu mv, g. Podczas napełniania stożka gazem mierzy się jego ciśnienie, a po zważeniu temperaturę środowisko, którą przyjmuje się jako temperaturę gazu w stożku. Znalezione wartości p i T gazu umożliwiają obliczenie gęstości gazu w normalnych warunkach (0°C; około 0,1 MPa).

Aby zmniejszyć poprawkę na utratę masy stożka z gazem w powietrzu podczas ważenia go jako pojemnika, na drugim ramieniu balansu umieszczany jest szczelny stożek o dokładnie takiej samej objętości.

Ryż. 274. Urządzenia do wyznaczania gęstości gazu: strumienie stożkowe (a) i cieczowe (b) oraz rtęciowe (c)

Powierzchnia tego stożka jest każdorazowo obrabiana (czyszczona) dokładnie w taki sam sposób, jak ważona gazem.

Podczas procesu opróżniania stożek jest lekko nagrzewany, pozostawiając go podłączonym do systemu próżniowego na kilka godzin, ponieważ pozostałe powietrze i wilgoć są trudne do usunięcia. Opróżniony stożek może zmieniać objętość w wyniku ściskania ścian pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Błąd w określeniu gęstości gazów lekkich z takiej kompresji może sięgać 1%. W niektórych przypadkach dla gazu wyznaczana jest również gęstość względna dv, czyli stosunek gęstości danego gazu p do gęstości innego gazu, wybranego jako standard p0, przy tej samej temperaturze i ciśnieniu:

gdzie Mv i Mo to odpowiednio masy molowe badanego gazu B i wzorca, np. powietrza lub wodoru, g/mol.

Dla wodoru M0 = 2,016 g/mol, zatem

Z tego stosunku można określić masę molową gazu, jeśli przyjmiemy, że jest idealny.

Szybkim sposobem wyznaczenia gęstości gazu jest pomiar czasu jego wypływu z małego otworu pod ciśnieniem, który jest proporcjonalny do prędkości wypływu.

gdzie τv i τo ~ czas wypływu odpowiednio gazu B i powietrza.

Pomiar gęstości gazu tą metodą odbywa się za pomocą paska efuzjometru (rys. 274.6) - szerokiego cylindra b o wysokości około 400 mm, wewnątrz którego znajduje się naczynie 5 z podstawą 7 wyposażone w otwory wlotowe i wylot cieczy. Naczynie 5 posiada dwa oznaczenia M1 i M2 do odczytu objętości gazu, której czas jest obserwowany. Zawór 3 służy do wlotu gazu, a zawór 2 do wypuszczenia przez kapilarę 1. Termometr 4 kontroluje temperaturę gazu.

Wyznaczanie gęstości gazu na podstawie szybkości jego wydechu wykonuje się w następujący sposób. Butla b jest wypełniona cieczą, w której gaz jest prawie nierozpuszczalny, tak że naczynie 5 jest również napełnione powyżej znaku M2. Następnie przez kran 3 ciecz jest wyciskana z naczynia 5 przez badany gaz poniżej znaku M1, a cała ciecz powinna pozostać w cylindrze. Następnie, po zamknięciu zaworu 3, zawór 2 zostaje otwarty i nadmiar gazu może uchodzić przez kapilarę 1. Gdy tylko ciecz osiągnie znak M1, włącza się stoper. Ciecz, wypierając gaz, stopniowo podnosi się do znaku M2. W momencie, gdy menisk cieczy dotknie znaku M2, stoper zostaje wyłączony. Eksperyment powtarza się 2-3 razy. Podobne operacje wykonuje się powietrzem, dokładnie myjąc nim naczynie 5 z resztek gazu testowego. Różne obserwacje czasu wypływu gazu nie powinny różnić się o więcej niż 0,2 - 0,3 s.

Jeśli nie można wybrać cieczy dla badanego gazu, w której byłaby ona słabo rozpuszczalna, stosuje się miernik efuzji rtęci (ryc. 274, c). Składa się ze szklanego naczynia 4 z zawór trójdrożny 1 i naczynie wyrównawcze 5 wypełnione rtęcią. Naczynie 4 znajduje się w szklanym naczyniu 3, które pełni funkcję termostatu. Gaz jest wprowadzany przez zawór 1 do naczynia 4, wypierając rtęć poniżej znaku M1. Testowy gaz lub powietrze jest uwalniane przez kapilarę 2, podnosząc naczynie poziomujące 5. Bardziej czułymi urządzeniami do określania gęstości gazów są areometr gazu podstawowego (ryc. 275, a) i wagi gazowe

Stock Alfred (1876-1946) - niemiecki chemik nieorganiczny i analityk.

W areometrze zapasowym jeden koniec rurki kwarcowej jest napompowany do cienkościennej kulki 1 o średnicy 30 - 35 mm, wypełnionej powietrzem, a drugi jest wciągany we włos 7. Mały żelazny pręt 3 jest ciasno ściśnięty wewnątrz tuby.

Ryż. 275. Areometr prętowy (a) i schemat instalacji (b)

Końcówka nacięcia z kulką spoczywa na podporze kwarcowej lub agatowej. Rurka z kulką umieszczona jest w kwarcowym naczyniu 5 z polerowanym okrągłym korkiem. Na zewnątrz naczynia znajduje się elektrozawór 6 z żelaznym rdzeniem. Za pomocą prądu o różnej sile przepływającego przez solenoid położenie wahacza jest wyrównane z kulką tak, że włos 7 wskazuje dokładnie na wskaźnik zerowy 8. Pozycja włosów jest obserwowana za pomocą teleskopu lub mikroskopu .

Areometr trzpieniowy jest przyspawany do rury 2, aby wyeliminować wszelkie wibracje.

Kula i rurka są w równowadze dla danej gęstości otaczającego gazu. Jeżeli w zbiorniku 5 jeden gaz zostanie zastąpiony innym przy stałym ciśnieniu, wówczas równowaga zostanie zakłócona z powodu zmiany gęstości gazu. Aby go przywrócić, konieczne jest albo pociągnięcie pręta 3 w dół za pomocą elektromagnesu 6, gdy gęstość gazu maleje, albo uniesienie go w górę, gdy gęstość wzrośnie. Siła prądu płynącego przez solenoid po osiągnięciu równowagi jest wprost proporcjonalna do zmiany gęstości.

Przyrząd jest kalibrowany dla gazów o znanej gęstości. Dokładność areometru prętowego wynosi 0,01 - 0,1%, czułość około DO" 7 g, zakres pomiarowy od 0 do 4 g/l.

Instalacja z areometrem prętowym. Areometr trzpieniowy / (Rys.-275.6) jest przymocowany do systemu próżniowego w taki sposób, że wisi na rurze 2 jak na sprężynie. Kolanko 3 rurki 2 zanurzone jest w naczyniu Dewara 4 z mieszaniną chłodzącą, która pozwala na utrzymanie temperatury nie wyższej niż -80 o C dla kondensacji par rtęci, jeżeli do wytworzenia próżni w hydrometrze stosowana jest rtęciowa pompa dyfuzyjna. Zawór 5 łączy areometr z kolbą zawierającą badany gaz. Pułapka chroni pompę dyfuzyjną przed wystawieniem na działanie gazu testowego, a uchwyt 7 służy do precyzyjnej regulacji ciśnienia. Cały system jest połączony rurką z pompą dyfuzyjną.

Objętość gazu mierzy się za pomocą kalibrowanych beretów gazowych (patrz Rys. 84) z płaszczem wodnym sterowanym termostatycznie. Aby uniknąć korekcji zjawisk kapilarnych, dobiera się biurety z gazem 3 i kompensacją 5 o tej samej średnicy i umieszcza się je obok siebie w płaszczu sterowanym termostatycznie 4 (rys. 276). Jako ciecze barierowe stosuje się rtęć, glicerynę i inne ciecze, które słabo rozpuszczają badany gaz.

Obsługuj to urządzenie w następujący sposób. Najpierw napełnij biurety płynem do poziomu powyżej kranu 2, podnosząc naczynie b. Następnie biureta gazowa jest podłączana do źródła gazu i wprowadzana opuszczając naczynie b, po czym zawór 2 jest zamykany. Aby wyrównać ciśnienie gazu w biurecie 3 z ciśnieniem atmosferycznym, naczynie b zbliża się do biurety i ustawia na takiej wysokości, aby meniski rtęci w kompensacji 5 i biurecie gazowej 3 były na tym samym poziomie. Ponieważ biureta kompensacyjna komunikuje się z atmosferą (jej górny koniec jest otwarty), przy tej pozycji menisku ciśnienie gazu w biurecie gazowej będzie równe ciśnieniu atmosferycznemu.

Jednocześnie ciśnienie atmosferyczne mierzone jest barometrem, a temperatura wody w płaszczu 4 termometrem 7.

Znalezioną objętość gazu doprowadza się do normalnych warunków (0 ° C; 0,1 MPa) za pomocą równania dla gazu doskonałego:

V0 i V to odpowiednio objętość (l) gazu zredukowanego do warunków normalnych i zmierzona objętość gazu w temperaturze t (°C); p - ciśnienie atmosferyczne w momencie pomiaru objętości gazu, torr.

Jeżeli gaz zawiera parę wodną lub znajdował się przed pomiarem objętości w naczyniu nad wodą lub roztworem wodnym, wówczas jego objętość doprowadza się do normalnych warunków, biorąc pod uwagę prężność pary wodnej p1 w temperaturze eksperymentu (patrz Tabela 37) :

Równania mają zastosowanie, jeśli ciśnienie atmosferyczne podczas pomiaru objętości gazu było stosunkowo bliskie 760 Torr. Ciśnienie prawdziwy gaz jest zawsze mniej niż idealny ze względu na interakcję cząsteczek. Dlatego w znalezionej wartości objętości gazu wprowadza się poprawkę na niedoskonałość gazu, zaczerpniętą ze specjalnych książek.

Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej

budżet federalny instytucja edukacyjna wyższe wykształcenie zawodowe

"Rosyjski Uniwersytet stanowy olej i gaz je. IM Gubkin”

JAKIŚ. Timashev, T.A. Berkunova, E.A. Mammadowa

OZNACZANIE GĘSTOŚCI GAZU

Wytyczne do realizacji prac laboratoryjnych w dyscyplinach „Technologia eksploatacji odwiertów gazowych” oraz „Zagospodarowanie i eksploatacja złóż gazu i kondensatu gazowego” dla studentów specjalności:

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

Pod redakcją prof. A.I. Ermolajewa

Moskwa 2012

Wyznaczanie gęstości gazu.

Wytyczne do pracy laboratoryjnej / A.N. Timashev,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadov - M.: Rosyjski Państwowy Uniwersytet Nafty i Gazu im. I.M. Gubkina, 2012.

Przedstawiono metody laboratoryjnego wyznaczania gęstości gazu. Opiera się na aktualnym GOST 17310 - 2002.

Instrukcje metodyczne przeznaczone są dla studentów wyższych uczelni naftowych i gazowych specjalności: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

Publikacja została przygotowana w Departamencie Rozwoju i Eksploatacji Gazu i Gazu

osady zokondensatu.

Wydrukowano decyzją komisji pedagogiczno-metodologicznej wydziału

pola naftowe i gazowe botki.

	Wstęp……………………………………………………………….
	Podstawowe definicje……………………………………………….
	Gęstość gazu ziemnego pod ciśnieniem atmosferycznym…………..
	Gęstość względna gazu……………………………………….
	Gęstość gazu ziemnego przy ciśnieniach i temperaturach……….
	Laboratoryjne metody wyznaczania gęstości gazu ziemnego….
	Metoda piknometryczna………………………………………………
	Wzory obliczeniowe………………………………………………………..
	Procedura wyznaczania gęstości…………………………………………
	Obliczanie gęstości gazu…………………………………………………………
	Wyznaczanie gęstości gazu metodą wypływową…………………..
	Wyprowadzenie relacji do wyznaczenia gęstości badanego ha-
	za………………………………………………………………………..
2.2.2. Kolejność pracy………………………………………….
2.2.3. Przetwarzanie wyników pomiarów…………………………………..
	Pytania testowe………………………………………………..
	Literatura…………………………………………………………….
	Załącznik A……………………………………………………………
	Załącznik B………………………………………………………….
	Załącznik B…………………………………………………………

Wstęp

Wykorzystywane są właściwości fizyczne gazów ziemnych i kondensatów węglowodorowych

są wykorzystywane zarówno na etapie projektowania, rozwoju jak i rozwoju pola

gęstości gazów ziemnych oraz w analizie i kontroli zagospodarowania pól,

obsługa instalacji odbioru i przygotowania produktów z odwiertów gazowych i gazowo-kondensatowych. Jedną z głównych właściwości fizycznych, które należy zbadać, jest gęstość gazu osadów.

Ponieważ skład gazu w złożach gazu ziemnego jest złożony,

składający się z węglowodorów (alkanów, cykloalkanów i arenów) i niewęglowodorów

składniki (azot, hel i inne gazy ziem rzadkich oraz składniki kwaśne)

stężeń H2 S i CO2), istnieje potrzeba laboratoryjnego wyznaczenia gęstości

gazy sti.

W tym wytyczne brane pod uwagę metody obliczeniowe do wyznaczania

wyznaczanie gęstości gazu według znanego składu, a także dwie laboratoryjne metody wyznaczania gęstości gazu: piknometryczna i metoda przepływu przez kapilarę

1. Podstawowe definicje

1.1. Gęstość gazu ziemnego pod ciśnieniem atmosferycznym

Gęstość gazu jest równa masie M zawartej w jednostce objętości v substancji

va. Rozróżnij gęstość gazu przy normalnym n P 0,1013 MPa, T 273 K i

	standard z R 0.1013MPa, T 293K									w warunkach, a także pod każdą presją
	leniya Р i temperatura Т Р,Т.									znana masa cząsteczkowa
	gęstość w normalnych warunkach wynosi
	w standardowych warunkach

Gdzie M jest masą cząsteczkową gazu, kg/kmol; 22,41 i 24,04, m3 / kmol - molowa objętość gazu odpowiednio przy normalnym (0,1013 MPa, 273 K) i standardowym

(0,1013 MPa, 293 K).

Dla gazów ziemnych składających się ze składników węglowodorowych i niewęglowodorowych (kwaśnych i obojętnych), pozorna masa cząsteczkowa M do

określa wzór

				êã/ êì î ëü,

gdzie Mi jest masą cząsteczkową i-tego składnika, kg/kmol, ni jest procentem molowym i-tego składnika w mieszaninie;

k to liczba składników w mieszaninie (gaz ziemny).

Gęstość gazu ziemnego cm jest równa

							przy 0,1 MPa i 293 K
							przy 0,1 MPa i 293 K

i jest gęstością i-tego składnika przy 0,1 MPa i 293 K.

Dane dotyczące poszczególnych składników przedstawiono w tabeli 1.

Konwersja gęstości w różne warunki temperatura i ciśnienie

0,1013 MPa (101,325 kPa) w załączniku B.

1.2. Względna gęstość gazu

W praktyce obliczeń inżynierskich pojęcie względnego

gęstość równa stosunkowi gęstości gazu do gęstości powietrza w te same wartości ciśnienie i temperatura. Zwykle jako odniesienie przyjmuje się warunki normalne lub standardowe, podczas gdy gęstość powietrza wynosi

odpowiedzialnie wynosi 0 1,293 kg/m3 i 20 1,205 kg/m3. Następnie krewny

Gęstość gazu ziemnego jest równa

1.3. Gęstość gazu ziemnego przy ciśnieniach i temperaturach

Gęstość gazu dla warunków w złożu, odwiercie, gazie

przewody i urządzenia w odpowiednich ciśnieniach i temperaturach określają

obliczana jest według następującego wzoru

gdzie P i T to ciśnienie i temperatura w miejscu obliczania gęstości gazu; 293 K i 0,1013 MPa - warunki standardowe przy stwierdzeniu cm;

z ,z 0 są współczynnikami nadściśliwości gazu odpowiednio przy Р i Т oraz

w warunkach standardowych (wartość z 0 = 1).

Najprostszym sposobem wyznaczenia współczynnika superściśliwości z jest metoda graficzna. Zależność z od podanych parametrów wynosi

umieszczone na ryc. jeden.

Dla gazu jednoskładnikowego (czystego) wyznaczane są podane parametry

podzielone przez formuły

	a Tc są krytycznymi parametrami gazu.
Dla gazów wieloskładnikowych (naturalnych) oblicz wstępnie
ciśnienia i temperatury pseudokrytyczne według zależności
	T nskn iT ci /100,
	a Tc są parametrami krytycznymi i-tego składnika gazu.
Ponieważ skład gazu ziemnego jest określony na butan C4 H10											lub heksan C6 H14

włącznie, a wszystkie inne składniki są łączone w resztę (pseudokomponent

składnik) C5+ lub C7+, w tym przypadku parametry krytyczne określa wzór

Przy 100 M z 5 240 i 700d z 5 950,

М с 5 to masa cząsteczkowa С5+ (С7+) kg/kmol;

d c 5 to gęstość pseudokomponentu С5+ (С7+), kg/m3.

Związek między M s		znajduje się we wzorze Craiga

Tabela 1

Wskaźniki składników gazu ziemnego

Wskaźniki

składniki

Masa cząsteczkowa,

mln kg/kmol

Gęstość, kg/m3 0,1

Gęstość, kg/m3 0,1

Działka względna-

objętość krytyczna,

dm3 /kmol

ciśnienie krytyczne,

Krytyczna temperatura-

Krytyczna kompresja

most, zcr

Czynnik acentryczny

Rysunek 1 - Zależność współczynnika superściśliwości z od podanych parametrów Ppr i Tpr 2. Laboratoryjne metody wyznaczania gęstości gazu ziemnego 2.1. Metoda piknometryczna Metodę piknometryczną określa standard GOST 17310-2002, zgodnie z który określa gęstość (gęstość względną) gazów i mieszanin gazowych. Istota metody polega na ważenie szklanego piknometru o objętości 100-200 cm3 szeregowo z osuszonym powietrzem i osuszonym następny gaz o tej samej temperaturze i ciśnieniu. Gęstość suchego powietrza jest wartością referencyjną. Znając objętość wewnętrzną piknometru można wyznaczyć gęstość gazu ziemnego o nieznanym składzie (gaz testowy). W tym celu wstępnie określa się objętość wewnętrzną piknometru („liczbę wody”), naprzemiennie ważąc piknometr osuszonym powietrzem i wodą destylowaną, których gęstości są znane. Następnie zważ- szyty jest piknometr wypełniony badanym gazem. Do wartości gęstości suchego powietrza dodaje się różnicę między masami piknometru z gazem testowym i piknometru z powietrzem, podzieloną przez wartość objętości piknometru („liczba wodna”), która jest końcową gęstością badanego gazu. Wyprowadzenie wzorów obliczeniowych pokazano poniżej. 2.1.1. Wzory obliczeniowe Gęstość gazu ziemnego wyznacza się metodą piknometryczną w oparciu o następujące zależności: d gęstość gazu w warunkach pomiaru, g/dm3 kg; vz – gęstość powietrza w warunkach pomiarów, g/dm3 kg; Mg to masa gazu w piknometrze, g; Mvz to masa powietrza w piknometrze, g;