PPM står för "parts per million." Ug står för mikrogram. Ett mikrogram motsvarar en miljonedel av ett gram. Delar per miljon är en annan typ av densitetsmått som jämför en typ av molekyl med antalet molekyler i samma volym. Skillnaden mellan de två densitetsmåtten kan illustreras med en omvandling av koldioxiddensiteten från en enhet av densitetsmätning till den andra. Observera att konverteringen inte är en enkel fråga om att multiplicera med en faktor. Omvandlingen är istället temperatur- och tryckberoende.
Antag också att platsen där avläsningen gjordes är vid standardtryck och temperatur (SPT). SPT är 0 grader Celsius (eller 273 grader Kelvin) och 1 atmosfär (atm) gastryck. En tryckatmosfär är lika med cirka 14,8 pund per kvadrattum (PSI), det atmosfäriska trycket vid havsnivå (mer eller mindre).
Bestäm vad molantalet är i, säg, en liter luft vid denna mätplats, vilket gör det rimliga antagandet att gasen beter sig som en idealgas. Detta antagande gör att du kan använda den ideala gasekvationen, PV = nRT. För oinitierade står P för tryck, V för volym, n för antalet mol (mol; en enhet för att räkna molekyler), och R är en proportionalitetskonstant. T är för absolut temperatur och mäts därför i grader Kelvin (K). Om P är i atmosfärer (atm) och V är i liter (L), är R lika med 0,08206 L_atm / K_mol.
Fortsatt med exemplet ovan blir PV = nRT 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273K. Enheterna avbryts för att ge n = 0,04464 mol.
Applicera Avagadros nummer på molantalet för att hitta antalet luftmolekyler i den intressanta volymen. Avagadros nummer är, i vetenskaplig notation, 6,022x10 ^ 23 molekyler per mol, där caret ^ hänvisar till exponentiering.
Fortsatt med CO2-exemplet hänvisar n = 0,04464 mol till 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,68x10 ^ 22 molekyler.
Fortsätt med CO2-exemplet är molvikten av CO2 summan av molvikten för monatomiskt kol plus dubbelt så mycket molvikt av monatomiskt syre, som är 12,0 respektive 16,0 gram per mol (vilket du kan hitta på de flesta periodiska Diagram). Så CO2 har en molvikt på 44,0 g / mol. Så 1,69 x 10 ^ -5 mol CO2 motsvarar 7,45 x 10 ^ -4 gram.
Fortsatt med CO2-exemplet specificerades volymen som 1 liter tillbaka i steg 3. Så du har 7,45 x 10 ^ -4 gram per liter. Det är 0,000745 g / L, eller 745 ug per liter (hittas bara genom att multiplicera 0,000745 med en miljon). Det finns tusen liter per kubikmeter. Så densiteten blir 745 000 ug per meter kubad. Detta är ditt slutliga svar.
Referenser
- Kemi; Raymond Chang; 1985
Tips
- Sammanfattningsvis var beräkningarna PPM x [P / (T * R)] x molvikt x 1000. (V sattes lika med 1, utan förlust av generalitet.)
Varningar
- Var försiktig när du gör dina egna beräkningar att det fanns antaganden om tryck och temperatur i början av dessa beräkningar som kanske inte gäller för din situation.
Om författaren
Paul Dohrmans akademiska bakgrund är inom fysik och ekonomi. Han har yrkeserfarenhet som lärare, inteckningskonsult och olycksfallsaktuarie. Hans intressen inkluderar utvecklingsekonomi, teknikbaserade välgörenhetsorganisationer och ängelinvesteringar.
Fotokrediter
Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images