Spesifik Hacimsel Su, Hava, Buhar, Azot ve İdeal Gaz



belirli hacim her bir element veya malzemenin karakteristiği yoğun bir özelliktir. Matematiksel olarak, belirli bir miktarda maddenin (kilogram veya gram) işgal ettiği hacim arasındaki ilişki olarak tanımlanır; Başka bir deyişle, yoğunluğun karşılığıdır..

Yoğunluk, 1 mL maddenin ne kadar ağır olduğunu (sıvı, katı, gaz veya homojen veya heterojen bir karışım) gösterirken, spesifik hacim, 1 g (veya 1 kg) ihtiva eden hacme karşılık gelir. Bu nedenle, bir maddenin yoğunluğunu bilmek, kendi spesifik hacmini belirlemek için karşılıklı hesaplamak için yeterlidir.

"Özel" kelimesi neye işaret ediyor? Herhangi bir özelliğin belirli olduğu söylendiğinde, geniş bir özellikten (kütleye bağlı olarak) yoğun bir özelliğe (sistemin tüm noktalarında sürekli olarak) dönüşmesine izin veren kütlenin bir işlevi olarak ifade edildiği anlamına gelir..

Belirli hacmin genellikle ifade edildiği birimler (m3/ Kg) veya (cm3/ g). Bununla birlikte, bu özellik kütleye bağlı olmamakla birlikte, madde üzerindeki sıcaklık veya basınç olayları gibi diğer değişkenlere de bağlıdır. Bu, bir maddenin daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla hacim işgal etmesine neden olur.

indeks

  • 1 su
  • 2 havadan
  • 3 Buhar
  • Azot 4
  • 5 İdeal gazın
  • 6 Kaynakça

Sudan

İlk resimde, sıvının yüzeyi ile karışmak üzere olan bir su damlası görebilirsiniz. Çünkü, doğal olarak, bu bir maddedir, kütlesi diğerleri gibi hacmi işgal eder. Bu makroskopik hacim, hacim ve moleküllerinin etkileşimlerinin bir ürünüdür..

Su molekülü H kimyasal formülüne sahiptir2Veya, yaklaşık 18 g / mol moleküler kütle ile. Sağladığı yoğunluklar ayrıca sıcaklığa da bağlıdır ve bir makro ölçekte moleküllerinin dağılımının mümkün olduğu kadar homojen olduğu düşünülür..

Yoğunluk değerleri ρ içindeki bir sıcaklıkta, belirli sıvı su hacmini hesaplamak için aşağıdaki formülü uygulamak yeterlidir:

v = (1 / ρ)

Suyun yoğunluğunun deneysel olarak bir pyknometre ile belirlenmesi ve ardından matematiksel hesaplamanın yapılmasıyla hesaplanır. Her maddenin molekülleri birbirinden farklı olduğu için, sonuçta ortaya çıkan spesifik hacim.

Suyun yoğunluğu çok çeşitli sıcaklıklarda ise 0,997 kg / m ise3, özgül hacmi 1.003 m3/ kg.

Havadan

Hava, esas olarak nitrojenden (% 78), ardından oksijen (% 21) ve son olarak Dünya atmosferinin diğer gazlarından oluşan homojen bir gaz karışımıdır. Yoğunluğu, verimli bir şekilde etkileşime girmeyen ve her yöne yayılmayan molekül karışımlarının makroskopik bir ifadesidir..

Maddenin sürekli olduğu varsayıldığından, bir kaptaki yayılımı, bileşimini değiştirmez. Yine, tanımlanan sıcaklık ve basınç koşullarındaki yoğunluğun ölçülmesiyle, hangi hacmin 1 g hava kapladığı belirlenebilir..

Spesifik hacim 1 / ρ olduğu ve ρ sudan daha küçük olduğu için spesifik hacmi daha büyüktür..

Bu gerçeğin açıklaması su ile hava etkileşimlerinin moleküler etkileşimlerine dayanmaktadır; ikincisi, nem durumunda bile, çok soğuk sıcaklıklara ve yüksek basınçlara maruz kalmadıkça yoğunlaşmaz.

buhar

Aynı şartlar altında bir gram buhar, bir gram havadan daha büyük bir hacme sahip midir? Hava gaz fazında sudan daha yoğundur, çünkü su moleküllerinden farklı olarak yukarıda belirtilen gazların karışımıdır..

Spesifik hacim yoğunluğun tersi olduğundan, bir gram buhar bir gram havadan daha fazla hacim alır (daha az yoğundur)..

Buharın akışkan olarak fiziksel özellikleri birçok endüstriyel işlemde vazgeçilmezdir: ısı eşanjörlerinin içinde, nemi arttırmak, temiz makineler, diğerleri arasında.

Endüstride, özellikle akışkanların mekaniği konusunda, büyük miktarlarda buharla çalışırken dikkate alınması gereken birçok değişken vardır..

Azotun

Gazların geri kalanı gibi, yoğunlukları da büyük ölçüde basınca (katı ve sıvıların aksine) ve sıcaklığa bağlıdır. Dolayısıyla, belirli hacimlerinin değerleri bu değişkenlere göre değişir. Buradan sistemi yoğun özellikler açısından ifade etmek için kendine özgü hacmini belirleme ihtiyacı doğuyor.

Deneysel değerler olmadan, moleküler akıl yürütme yoluyla azot yoğunluğunu diğer gazlarla karşılaştırmak zordur. Azot molekülü doğrusaldır (N≡N) ve su molekülü açısaldır.

Bir "satır", "den daha az hacimlidirbumerang", O zaman yoğunluk tanımında (m / V) azotun sudan daha yoğun olması beklenebilir. 1.2506 Kg / m yoğunluğun kullanılması3, bu değerin ölçüldüğü şartlara özgü hacim 0.7996 m'dir.3/ Kg; bu sadece karşılıklı (1 / ρ).

İdeal gazın

İdeal gaz, denklemi yerine getiren gazdır:

P = nRT / V

Denklemin herhangi bir değişkeni yapı veya moleküler hacim olarak görmediği gözlemlenebilir; ne de gaz moleküllerinin sistem tarafından tanımlanan bir alanda birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini dikkate almaz.

Sınırlı bir sıcaklık ve basınç aralığında, tüm gazlar "davranır"; Bu nedenle ideal gazların denklemine uyduklarını varsaymak bir dereceye kadar geçerlidir. Böylece, bu denklemden, gazların çeşitli özellikleri, aralarında spesifik hacim belirlenebilir..

Bunu temizlemek için denklemi yoğunluk değişkenleri cinsinden ifade etmek gerekir: kütle ve hacim. Moller n ile temsil edilir ve bunlar gaz kütlesini molekül kütlesine (m / M) bölmenin sonucudur..

M değişkeninin denklemde m değişkenine sahip olması durumunda hacme bölünmesi durumunda yoğunluk elde edilebilir; buradan yoğunluğun temizlenmesi ve denklemin her iki tarafının da "çevrilmesi" yeterlidir. Bunu yaparak, belirli hacim nihayet belirlenir.

Alttaki görüntü, ideal bir gazın belirli bir hacminin son ifadesine ulaşmak için atılan adımların her birini göstermektedir..

referanslar

  1. Vikipedi. (2018). Belirli hacim. Alındığı kaynak: en.wikipedia.org
  2. Study.com. (21 Ağustos 2017). Spesifik Hacim Nedir? - Tanım, Formül ve Birimler Alındığı Yer: study.com
  3. NASA. (05 Mayıs 2015). Belirli hacim Alındığı yer: grc.nasa.gov
  4. Michael J. Moran ve Howard N. Shapiro. (2004). Teknik termodinamiğin temelleri. (2. Baskı). Editöryal Reverte, sayfa 13.
  5. Konu 1: Termodinamik kavramları. [PDF]. Alındığı yer: 4.tecnun.es
  6. TLV. (2018). Steam için Temel Uygulamalar. Alındığı kaynak: tlv.com