თქვენ ალბათ ადრეულმა შეიტყვეთ მეცნიერების გაკვეთილებზე, რომ სიმკვრივე იყოფა მასაზე მოცულობით, ან ნივთიერების "რაოდენობით" გარკვეულ სივრცეში. მყარი მასალისთვის ეს საკმაოდ მარტივი ზომაა. თუ გროშებით სავსე ქილას შეავსებთ, მას გაცილებით მეტი "ოომფი" ექნება, ვიდრე მარშილოვებით რომ აავსოთ. ქილში გაცილებით მეტი ნივთიერებაა შეფუთული, როდესაც მას პენი ავსებთ, მაშინ როდესაც მარშმელოვები ძალიან შეშუპებული და მსუბუქია.
რაც შეეხება მოლეკულურ წონას? მოლეკულური წონა და სიმკვრივეჩანსძალიან მსგავსია, მაგრამ მნიშვნელოვანი განსხვავებაა. მოლეკულური წონა არის ნივთიერების მასა თითო მოლზე. საქმე არ ეხება რამდენ ადგილს იკავებს ნივთიერება, არამედ გარკვეული რაოდენობის ნივთიერების ”ოდენობა”, ”ოომფი” ან ”ჰეფტი”.
ასე რომ, გავიხსენოთ:სიმჭიდროვეარის მასა დაყოფილი მოცულობით. მათემატიკური ფორმულა ასე გამოიყურება:
\ rho = \ frac {m} {V}
მასის SI ერთეული არის კილოგრამი (თუმცა შეიძლება ზოგჯერ იხილოთ გრამებში გამოხატული), ხოლო მოცულობისთვის, ჩვეულებრივ, მ3. ასე რომ, სიმკვრივე SI ერთეულებში იზომება კგ / მ-ში3.
მოლეკულური წონა არის მასა თითო მოლზე, რომელზეც დაწერილია:
\ text {მოლეკულური წონა} = \ frac {m} {n}
ისევ, ერთეულებს აქვს მნიშვნელობა: მასა, მ, ალბათ იქნება კილოგრამებში, და n არის რიცხვითი მოლების გაზომვა. ასე რომ, მოლეკულური წონის ერთეულები იქნება კილოგრამი / მოლი.
იდეალური გაზის კანონი
ამრიგად, როგორ გადადიხართ წინ და უკან ამ ზომებს შორის? გაზის მოლეკულური წონის სიმკვრივად გადასაყვანად (ან პირიქით) გამოიყენეთიდეალური გაზის კანონი. იდეალური გაზის კანონი განსაზღვრავს კავშირს აირის წნევას, მოცულობას, ტემპერატურასა და მოლებს შორის. დაწერილია:
PV = nRT
სადაც P წარმოადგენს წნევას, V ნიშნავს მოცულობას, n არის მოლების რაოდენობა, R არის მუდმივი, რომელიც დამოკიდებულია გაზზე (და ჩვეულებრივ გეძლევათ) და T არის ტემპერატურა.
გამოიყენეთ იდეალური გაზის კანონი მოლეკულური წონის სიმკვრივედ გადასაკეთებლად
მაგრამ იდეალური გაზის კანონი არ ახსენებს მოლეკულურ წონას! ამასთან, თუ n- ს გადაწერთ მოლების რაოდენობას, ოდნავ განსხვავებული თვალსაზრისით, წარმატების მისაღწევად შეგიძლიათ დააყენოთ საკუთარი თავი.
Molesიგივეა, რაც მასა იყოფა მოლეკულურ წონაზე.
n = \ frac {m} {\ text {მოლეკულური წონა}}
ამ ცოდნის საშუალებით, თქვენ შეგიძლიათ გადაწეროთ იდეალური გაზის კანონი შემდეგნაირად:
PV = \ frac {m} {M} RT
სადაც M წარმოადგენს მოლეკულურ წონას.
მას შემდეგ რაც ეს გექნებათ, სიმკვრივის ამოხსნა მარტივია. სიმჭიდროვე ტოლია მასა მოცულობაზე, ასე რომ თქვენ გსურთ მიიღოთ მასა მოცულობაზე მეტი ტოლობის ნიშნის ერთ მხარეს და დანარჩენი ყველაფერი მეორე მხარეს.
ასე რომ, წინა განტოლება ხდება:
\ frac {PV} {RT} = \ frac {m} {M}
როდესაც ორივე მხარეს ყოფთ RT- ზე.
შემდეგ ორივე მხარის გამრავლება M- ზე და გაყოფა მოცულობის მიხედვით:
\ frac {PM} {RT} = \ frac {m} {V}
მ ÷ V ტოლია სიმკვრივის, ასე რომ
\ rho = \ frac {PM} {RT}
სცადეთ მაგალითი
ნახეთ ნახშირორჟანგის (CO2) გაზის სიმკვრივე, როდესაც გაზი არის 300 კელვინი და 200,000 პასკალ წნევა. CO2 გაზის მოლეკულური წონაა 0,044 კგ / მოლი, ხოლო მისი აირის მუდმივა არის 8,3145 J / mole Kelvin.
თქვენ შეგიძლიათ დაიწყოთ იდეალური გაზის კანონით, PV = nRT, და სიმკვრივის მოპოვება იქიდან დაიწყო, როგორც ეს ზემოთ ნახეთ (ამის უპირატესობა ისაა, რომ მხოლოდ ერთი განტოლების დამახსოვრება გჭირდებათ). ან შეგიძლიათ დაიწყოთ მიღებული განტოლებით და დაწეროთ:
\ rho = \ frac {PM} {RT} = \ frac {200000 \ ჯერ 0,044} {8.3145 \ ჯერ 300} = 3.53 \ ტექსტი {კგ / მ} ^ 3
ფუი! კარგად გაკეთდეს.
