Молекулярная масса воздуха – определение

Аргон

Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.

Водород

Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.

Гелий

Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика. Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т.д.

Кислород

Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым.

Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения.

Криптон

Речь не идет о родине Супермена. Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.

Ксенон

Последний в составе воздуха, изначально и вовсе считавшийся только примесью к криптону. Его название переводится как «чужой», а процент содержания и на Земле, и за ее пределами минимальный, что обусловило его высокую стоимость. Сейчас без ксенона не обходятся: производство мощных и импульсных источников света, диагностика и наркоз в медицине, двигатели космических аппаратов, ракетное топливо.

Массовая доля – ω

Массовой долей называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Важно заметить, что в понятие раствора входит
как растворитель, так и само растворенное вещество.

Массовая доля вычисляется по формуле ω (вещества) = m (вещества) / m (раствора). Полученное число будет показывать массовую долю
в долях от единицы, если хотите получить в процентах – его нужно умножить на 100%. Продемонстрирую это на примере.

Решим несколько иную задачу и найдем массу чистой уксусной кислоты в широко известной уксусной эссенции.

Метан

Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли.

Моль и число авогадро

Моль – единица количества вещества (в системе единиц СИ), определяемая как количество вещества, содержащее столько же структурных единиц
этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа 12C, т.е. 6 × 1023.

Число Авогадро (постоянная Авогадро, NA) – число частиц (молекул, атомов, ионов) содержащихся в одном моле любого вещества.

Больше всего мне хотелось бы, чтобы вы поняли физический смысл изученных понятий. Моль – международная единица количества вещества, которая
показывает, сколько атомов, молекул или ионов содержится в определенной массе или конкретном объеме вещества.


Иногда в задачах бывает дано число Авогадро, и от вас требуется найти, какое вам дали количество вещества (моль). Количество вещества в химии
обозначается N, ν (по греч. читается “ню”).

Рассчитаем по формуле: ν = N/NA количество вещества 3.01 × 1023 молекул воды и 12.04 × 1023 атомов углерода.

Мы нашли количества вещества (моль) воды и углерода. Сейчас это может показаться очень абстрактным, но, иногда не зная, как найти
количество вещества, используя число Авогадро, решение задачи по химии становится невозможным.

Молярный объем

Молярный объем – объем, занимаемый одним молем вещества. Примерно одинаков для всех газов при стандартной температуре
и давлении составляет 22.4 л/моль. Он обозначается как – VM.

Подключим к нашей системе еще одно понятие. Предлагаю найти количество вещества, количество молекул и массу газа объемом
33.6 литра. Поскольку показательно молярного объема при н.у. – константа (22.4 л/моль), то совершенно неважно, какой газ мы
возьмем: хлор, азот или сероводород.

Запомните, что 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Итак, приступим к решению задачи. Поскольку какой-то газ
все же надо выбрать, выберем хлор – Cl2.

Моль (количество вещества) – самое гибкое из всех понятий в химии. Количество вещества позволяет вам перейти и к
числу Авогадро, и к массе, и к объему. Если вы усвоили это, то главная задача данной статьи – выполнена 🙂

Относительная атомная масса – ar


Представляет собой массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Относительные атомные массы указаны в периодической
таблице Д.И. Менделеева. Так, один атом водорода имеет атомную массу = 1, кислород = 16, кальций = 40.

Относительная молекулярная масса – mr

Mr (O2) = (2 × Ar(O)) = 2 × 16 = 32

Mr (H2O) = (2 × Ar(H)) Ar(O) = (2 × 1) 16 = 18


Mr (KMnO4) = Ar(K) Ar(Mn) (4 × Ar(O)) = 39 55 (4 * 16) = 158

Относительная плотность и водный раствор – ρ

Пишу об этом из-за исключительной важности в решении
сложных задач, высокого уровня, где особенно часто упоминается плотность. Обозначается греческой буквой ρ.

Плотность является отражением зависимости массы от вещества, равна отношению массы вещества к единице его объема. Единицы
измерения плотности: г/мл, г/см3, кг/м3 и т.д.

Для примера решим задачку. Объем серной кислоты составляет 200 мл, плотность 1.34 г/мл. Найдите массу раствора. Чтобы не
запутаться в единицах измерения поступайте с ними как с самыми обычными числами: сокращайте при делении и умножении – так
вы точно не запутаетесь.

Иногда перед вами может стоять обратная задача, когда известна масса раствора, плотность и вы должны найти объем. Опять-таки,
если вы будете следовать моему правилу и относится к обозначенным условным единицам “как к числам”, то не запутаетесь.

В ходе ваших действий “грамм” и “грамм” должны сократиться, а значит, в таком случае мы будем делить массу на плотность. В противном случае
вы бы получили граммы в квадрате 🙂

К примеру, даны масса раствора HCl – 150 грамм и плотность 1.76 г/мл. Нужно найти объем раствора.

Относительная плотность и газы – d


Относительной плотностью газа называют отношение молярных масс (плотностей) двух газов. Она показывает, во сколько раз одно вещество
легче/тяжелее другого. D = M (1 вещества) / M (2 вещества).

В задачах бывает дано неизвестное вещество, однако известна его плотность по водороду, азоту, кислороду или
воздуху. Для того чтобы найти молярную массу вещества, следует умножить значение плотности на молярную массу
газа, по которому дана плотность.

Запомните, что молярная масса воздуха = 29 г/моль. Лучше объяснить, что такое плотность и с чем ее едят на примере.
Нам нужно найти молярную массу неизвестного вещества, плотность которого по воздуху 2.5

Предлагаю самостоятельно решить следующую задачку (ниже вы найдете решение): “Плотность неизвестного вещества по
кислороду 3.5, найдите молярную массу неизвестного вещества”

Сколько весит куб воздуха?

При температуре, равной 0° по Цельсию вес 1 м3 воздуха составляет 1,29 кг.

То есть, если в комнате мысленно выделить пространство высотой, шириной и длиной, равными 1м, то в этом воздушном кубе будет находиться именно это количество воздуха.

Если воздух имеет вес и вес, достаточно ощутимый, почему человек не чувствует тяжести? Такое физическое явление, как атмосферное давление, подразумевает, что на каждого жителя планеты давит воздушный столб весом 250 кг. Площадь ладони взрослого человека, в среднем, равна 77 см2.

То есть, в соответствии с физическим законами, каждый из нас держит на ладони 77 кг воздуха! Это равноценно тому, что мы постоянно носим в каждой руке по 5 пудовых гирь. В реальной жизни это не под силу даже тяжелоатлету, однако, с такой нагрузкой каждый из нас справляется легко, потому что атмосферное давление давит с двух сторон, как снаружи человеческого организма, так и изнутри, то есть разница в конечном итоге равна нулю.

Свойства воздуха таковы, что он по-разному действует на организм человека. Высоко в горах, из-за недостатка кислорода у людей возникают зрительные галлюцинации, а на большой глубине, соединение кислорода и азота в особую смесь – «веселящий газ» может создавать чувство эйфории и ощущение невесомости.

Зная эти физические величины можно рассчитать массу атмосферы Земли – то количество воздуха, которое удерживается в околоземном пространстве силами тяготения. Верхняя граница атмосферы заканчивается на высоте 118 км, то есть, зная вес м3 воздуха, можно поделить всю заемную поверхность на воздушные столбы, с основанием 1х1 м и сложить полученную массу таких колонн.

В конечном итоге, она будет равна 5,3*1015 тонн. Вес воздушной брони планеты достаточно велик, но и он составляет лишь одну миллионную долю от общей массы земного шара. Атмосфера Земли служит своеобразным буфером, сохраняющим Землю от неприятных космических сюрпризов.

Сколько весит литр воздуха?

Человек не замечает, что его постоянно окружает прозрачный и практически невидимый воздух. Можно ли увидеть этот неосязаемый элемент атмосферы? Наглядно, перемещение воздушных масс ежедневно транслируется на телевизионном экране – теплый или холодный фронт приносит долгожданное потепление или обильный снегопад.

Что еще мы знаем о воздухе? Наверное, то, что он жизненно необходим всем живым существам, обитающим на планете. Человек  каждые сутки вдыхает и выдыхает порядка 20 кг воздуха, четвертая часть которого потребляется мозгом.

Вес воздуха можно измерять в разных физических величинах, в том числе и в литрах.

Вес одного литра воздуха будет равняться 1,2930 грамм, при давлении 760 мм рт. столба и температуре, равной 0°С.

Кроме привычного газообразного состояния воздух может встречаться и в жидком виде. Для перехода субстанции в данное агрегатное состояние потребуется воздействие огромного давления и очень низких температур. Астрономы предполагают, что существуют планеты, поверхность которых полностью покрыта жидким воздухом.

Источниками кислорода, необходимого для существования человека, являются леса Амазонии, которые продуцируют до 20% этого важного элемента на всей планете.

Леса – это действительно «зеленые» легкие планеты, без которых существование человека попросту невозможно. Поэтому живые комнатные растения в квартире являются не просто предметом интерьера, они очищают воздух в помещении, загрязнение которого в десятки раз выше, чем на улице.

Чистый воздух давно стал дефицитом в мегаполисах, загрязненность атмосферы настолько велика, что люди готовы покупать чистый воздух. Впервые «продавцы воздуха» появились в Японии. Они производили и продавали чистый воздух в консервных банках и любой житель Токио мог на ужин открыть баночку чистейшего воздуха, и насладиться его свежайшим ароматом.

Состав воздуха

Вес 1 м3 воздуха составляет 1,29 кг.

Можно ли доказать, что воздух имеет вес? Вполне. Если соорудить весы из обычного карандаша и двух воздушных шаров, закрепив конструкцию на нити, карандаш будет находиться в равновесии, поскольку вес двух накачанных шариков одинаков. Стоит проткнуть один из шаров, перевес окажется в сторону надутого шарика, потому как воздух из поврежденного шарика вышел наружу.

Причин разного веса несколько:

  • чем выше поднимается воздух, тем более разряженным он становится, то есть высоко в горах, давление воздуха будет составлять не 1 кг на см2, а вполовину меньше, но и содержание необходимого для дыхания кислорода так же уменьшается ровно вполовину, что способно вызвать головокружение, тошноту и боль в ушах;
  • содержание воды в воздухе.

В состав воздушной смеси входят:

  1. Азот – 75,5%;
  2. Кислород – 23,15%;
  3. Аргон – 1,292%;
  4. Углекислый газ – 0,046%;
  5. Неон – 0,0014%;
  6. Метан – 0,000084%;
  7. Гелий – 0,000073%;
  8. Криптон – 0,003%;
  9. Водород – 0,00008%;
  10. Ксенон – 0,00004%.

Рассмотрим, что из себя представляют газы, которые формируют воздух?

Азот

Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах. Итак, сколько азота в воздухе, мы уже разобрались, остался вопрос о его функции. Азот необходим для существования живых существ, он входит в состав:

  • белков;
  • аминокислот;
  • нуклеиновых кислот;
  • хлорофилла;
  • гемоглобина и др.

В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы.

Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.

Кислород

Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым. Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения. При этом недостаток кислорода также негативно сказывается на здоровье, вызывая кислородное голодание и все связанные с ним неприятные симптомы. Поэтому сколько кислорода в воздухе содержится, столько и нужно для здорового полноценного дыхания.

Аргон

Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.

Углекислый газ

Углекислый газ составляет атмосферу Венеры и Марса, его процент в земном воздухе куда ниже. При этом огромное количество углекислоты содержится в океане, он регулярно поставляется всеми дышащими организмами, выбрасывается за счет работы промышленности. В жизни человека углекислый газ используется в пожаротушении, пищевой промышленности как газ и как пищевая добавка Е290 – консервант и разрыхлитель. В твердом виде углекислота – один из самых известных хладагентов «сухой лед».

Неон

Тот самый загадочный свет дискотечных фонарей, яркие вывески и современные фары используют пятый по распространенности химический элемент, который также вдыхает человек – неон. Как и многие инертные газы, неон оказывает на человека наркотическое действие при определенном давлении, однако именно этот газ используют в подготовке водолазов и других людей, работающих при повышенном давлении. Также неоново-гелиевые смеси используются в медицине при расстройствах дыхания, сам неон используют для охлаждения, в производстве сигнальных огней и тех самых неоновых ламп. Однако, вопреки стереотипу, неоновый свет не синий, а красный. Все остальные цвета дают лампы с другими газами.

Метан

Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли. Современные исследования устанавливают роль метана в дыхании и жизнедеятельности организма человека, однако авторитетных данных на этот счет пока нет.

Гелий

Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика. Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т.д.

Криптон

Речь не идет о родине Супермена. Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.

Водород

Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.

Ксенон

Последний в составе воздуха, изначально и вовсе считавшийся только примесью к криптону. Его название переводится как «чужой», а процент содержания и на Земле, и за ее пределами минимальный, что обусловило его высокую стоимость. Сейчас без ксенона не обходятся: производство мощных и импульсных источников света, диагностика и наркоз в медицине, двигатели космических аппаратов, ракетное топливо. Кроме того, при вдыхании ксенон значительно понижает голос (обратный эффект гелию), а с недавнего времени вдыхание этого газа причислено к списку допингов.

Количество ингредиентов в составе воздуха может меняться и, соответственно, масса воздуха так же претерпевает изменения в сторону увеличения или уменьшения.

  • воздух всегда содержит пары воды. Физическая закономерность такова, что чем выше температура воздуха, тем больше воды в нем содержится. Этот показатель называется влажностью воздуха и влияет на его вес.

В чем измеряется вес воздуха? Существует несколько показателей, которые определяют его массу.

Список использованной литературы

1.
Савельев И.В. Курс общей физики. М.:
Наука, 1970. Т.1, § 98.

2.
А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. Курс физики.
М.: Изд-во “Высшая школа”, 1973, стр.
175-179.

Углекислый газ

Углекислый газ составляет атмосферу Венеры и Марса, его процент в земном воздухе куда ниже. При этом огромное количество углекислоты содержится в океане, он регулярно поставляется всеми дышащими организмами, выбрасывается за счет работы промышленности.

Утверждена на методическом

семинаре
кафедры ФПМ

Зав.
кафедрой ____________

Лабораторная
работа № 6.03

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ВОЗДУХА

Цель
работы

познакомиться с одним из методов
определения молекулярной массы газа и
измерить молекулярную массу воздуха.

Приборы
и принадлежности:

баллон для воздуха, установка для
взвешивания или технические весы,
манометр, разновесы,вакуумный
насос.

ТЕХНИКА
БЕЗОПАСНОСТИ

    Осторожно
    обращаться со стеклянным баллоном,
    находящимся в полотняном мешочке.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
СВЕДЕНИЯ

Молекулярной
массой называют отношение массы молекулы
данного вещества к 1/12 массы атома
углерода С.

Молекулярная
масса согласно определению может быть
представлена, как сумма атомных масс
элементов, составляющих молекулу

 =

Молекулярная масса воздуха - определение

где
А- атомная массаi-го

элемента, входящего а состав молекулы;

n
– число атомов.

Методы
определения молекулярной массы
разделяются на две групп-пы – абсолютные
и статистические. К абсолютным методам,
дающим “истинное” значение
молекулярной массы относится метод
масспектроскопии. Другие методы дают
лишь среднестатистическое значение
молекулярной массы.

Определение
молекулярной массы газов основано на
уравнении состояния газа

PV
=
Молекулярная масса воздуха - определение

где
Р – давление газа,

m,
V – его масса и объем,

R
– универсальная газовая постоянная,

 – среднестатистическая
молекулярная масса.

Уравнение
2 справедливо лишь для идеального газа.
Идеальный газ – это такой газ, между
молекулами которого отсутствуют силы
взаимодействия (притяжения и отталкивания).
Молекулы идеального газа представляются
в виде упругих шариков бесконечно малого
размера.

Однако
при не слишком больших давлениях, когда
молекулы газа могут свободно пробегать
до столкновения большие расстояния,
взаимодействием молекул можно пренебречь,
можно пренебречь также и размерами
молекул (когда объем газа достаточно
велик), тогда реальный газ будет близок
к идеальному и уравнение (2) может быть
применено.

Важной
характеристикой движения молекул
является средняя длина свободного
пробега. Молекулы в газе находятся в
состоянии непрерывного и хаотического
движения, сталкиваются друг с другом и
между столкновениями проходят свободно
некоторый путь .

Длина этого пути между двумя столкновениями
различна, но, благодаря большому числу
молекул и беспорядочности их движения
можно говорить о средней длине свободного
пробега молекул. Среднюю длину свободного
пробега молекул можно определить по
формуле

где

– эффективный диаметр молекулы (для
воздуха 
= 0.27·10Молекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определение

то
с учетом этого формула,

для 
имеет вид:

 =

где
Молекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениечисло Авогадро, 
– плотность газа.Пусть
воздух в открытом баллоне занимает
объем V
,
масса его т
,
давление атмосферноеP;
откачиваем воздух из баллона до PМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определение

Вычитая
из(3)
(4), выразим .


=

Молекулярная масса воздуха - определение

Таким
образом, зная изменение массы при
изменениях давления, можно найти
молекулярную массу воздуха по формуле
(5).

ОПИСАНИЕ
УСТАНОВКИ

Общий
вид установки показан на рис. 1. Установка
состоит из вакуумного насоса(1),

крана(2) (с помощью крана 2 система
отсоединяется от вакуумного насоса),
вакуумметра(3).Поворот
стрелки-указателя вакуумметра
пропорционален достигнутому в системе
разрежению, т.е. разности между атмосферные
давлением и давлением воздуха в установке.

С
помощью крана 4 система соединяется с
атмосферой. На рис. 1 изображен вакуумпровод
(5), съемный баллон (6) (объемом I
/1225
мл) с резиновой трубкой и зажимом (7),
служащим для отсоединения баллона 6 от
атмосферы при взвешивании баллона.

ВЫПОЛНЕНИЕ
РАБОТЫ

Задание
1.

Определение молекулярной массы воздуха.

1.
Открываем краны 2 и 4, зажим 7 и отсоединяем
баллон 6 от установки. Взвешиваем баллон
6 вместе с резиновой трубкой и зажимом
7 и записываем результаты измерений в
таблицу I. Взвешивание необходимо
проводить с достаточно высокой степенью
точности ина
эту операцию обратить особое внимание.

2.
Присоединяем баллон 6 к установке и
откачиваем воздух из баллона так, чтобы
изменение давления составило
Молекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определение

4.
По результатам измерений вычисляем 
воздуха и оцениваем погрешность
измерений.

Задание
2
. Определение плотности воздуха.

Плотность
воздуха определим, используя уравнение
Менделеева – Клайперона для идеальных
газов.

PV
=
Молекулярная масса воздуха - определение

Из
этого уравнения следует, что, так как

 =
Молекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеатмосферному давлению (PМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определениеМолекулярная масса воздуха - определение

По
результатам расчета построить график
зависимости плотности от давления P:

ТАБЛИЦА
ИЗМЕРЕНИЙ

Задание
3.

По вычисленным расчетам 
определить длину волны свобод­ного
пробега 
и построить график зависимости 
от :

КОНТРОЛЬНЫЕ
ВОПРОСЫ

1.
Перечислите основные положения
молекулярно-кинетической теории
идеальных газов.

2.
Какие физические величины называют
параметрами состояния газа, дайте их
определение.

3.
Сформулируйте законы идеальных газов.

4.
При каких условиях газ подчиняется
законам идеального газа?

5.
При каких условиях уравнение
Клапейрона-Менделеева применимо к
газам.

6.
Что такое молекулярная масса, от чего
зависит молекулярная масса.

7.
Плотность воздуха, от чего она зависит?

8.
Длина свободного пробега молекул газа
и эффективный диаметр.

9.
Выведите формулы для расчета 
и .

10.
Какие измерения надо провести, чтобы
рассчитать молекулярную массу 
и плотность воздуха .

Физические свойства воздуха

Как и у всякой смеси веществ, сегодня можно установить физические свойства воздуха.

СвойствоЗначение
Средняя молярная масса (средняя масса одного моля вещества)28,98 г/моль
Плотность сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении1,29 кг/м3
Средняя удельная теплоемкость при постоянном давлении1,005 кДж / (кг·К)
Средняя удельная теплоемкость при постоянном объеме0,717 кДж/(кг·К)
Показатель адиабаты (отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме)1,40
Теплопроводность при 0℃0,0243 Вт / (м·К)
Скорость звука в воздухе при нормальных условиях331 м/с (1193 км/ч)
Средний коэффициент теплового расширения в интервале температур 0–100°C (изменение объема при постепенном увеличении температуры при постоянном давлении)3,67·10−3 1/К
Коэффициент динамической вязкости воздуха при нормальных условиях (динамическая вязкость – внутреннее сопротивление молекул движению внутри вещества согласно закону Ньютона)17,2 мкПа·с
Растворимость воздуха в воде29,18 см3/л
Показатель преломления при нормальных условиях (показатель преломления означает изменение угла движения световых и любых других волн в веществе)1,0002926
Коэффициент изменения показателя преломления2,8·10−9 1/Pa
Средняя поляризуемость молекулы1,7·10−30