PPM означает «частей на миллион». Ug означает микрограммы. Микрограмм равен одной миллионной грамма. Части на миллион - это другой вид меры плотности, сравнивающий один тип молекул с количеством всех молекул в том же объеме. Различие между двумя измерениями плотности можно проиллюстрировать преобразованием плотности углекислого газа из одной единицы измерения плотности в другую. Обратите внимание, что преобразование - это не просто умножение на один коэффициент. Вместо этого преобразование зависит от температуры и давления.
Предположим также, что место, где были сняты показания, находится при стандартном давлении и температуре (SPT). SPT составляет 0 градусов Цельсия (или 273 градусов Кельвина) и давление газа 1 атмосфера (атм). Атмосферное давление составляет около 14,8 фунтов на квадратный дюйм (PSI), атмосферное давление на уровне моря (более или менее).
Определите молярное число, скажем, в литре воздуха в этой точке измерения, сделав разумное предположение, что газ ведет себя как идеальный газ. Это предположение позволяет использовать уравнение идеального газа PV = nRT. Для непосвященных P означает давление, V - объем, n - количество молей (моль; единица счета молекул), а R - константа пропорциональности. T обозначает абсолютную температуру и, следовательно, измеряется в градусах Кельвина (K). Если P выражено в атмосферах (атм), а V - в литрах (л), то R равно 0,08206 л_атм / К_моль.
Продолжая приведенный выше пример, PV = nRT становится 1 атм_1 L = n (0,08206 л_атм / К * моль) 273K. Единицы сокращаются, давая n = 0,04464 моль.
Примените число Авагадро к молярному счету, чтобы найти количество молекул воздуха в интересующем объеме. Число Авагадро в научных обозначениях составляет 6,022x10 ^ 23 молекул на моль, где знак ^ означает возведение в степень.
Продолжая пример с CO2, n = 0,04464 моль относится к 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,688x10 ^ 22 молекул.
Продолжая пример с CO2, молярная масса CO2 - это сумма молярной массы одноатомного углерода плюс удвоенная молярный вес одноатомного кислорода, который составляет 12,0 и 16,0 граммов на моль соответственно (которые вы можете найти на большинстве любых периодических Диаграмма). Таким образом, CO2 имеет молярный вес 44,0 г / моль. Таким образом, 1,69x10 ^ -5 моль CO2 равняется 7,45x10 ^ -4 грамма.
Продолжая пример с CO2, на шаге 3 объем был указан как 1 литр. Итак, у вас есть 7,45x10 ^ -4 грамма на литр. Это 0,000745 г / л, или 745 мкг на литр (можно просто умножить 0,000745 на миллион). Есть тысяча литров на кубический метр. Таким образом, плотность становится 745 000 мкг на кубический метр. Это ваш окончательный ответ.
Рекомендации
- Химия; Раймонд Чанг; 1985
Советы
- В итоге, вычисления были: PPM x [P / (T * R)] x молярная масса x 1000. (V был установлен равным 1 без ограничения общности.)
Предупреждения
- При выполнении собственных расчетов будьте осторожны, чтобы в начале этих расчетов были сделаны допущения о давлении и температуре, которые могут не относиться к вашей ситуации.
об авторе
Академическое образование Пола Дормана связано с физикой и экономикой. Он имеет профессиональный опыт в качестве педагога, консультанта по ипотеке и актуария по несчастным случаям. Его интересы включают экономику развития, благотворительные организации, основанные на технологиях, и бизнес-ангелы.
Фото Кредиты
Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images