Gaz qonunlari. Avogadro qonuni. Gazning molyar hajmi

Gazning muhim parametrlari: Tkr, Rkr.

Havoning harorati har qanday bosimda gazni suyuq holatga o'tkazib bo'lmaydigan haroratdir. Kritik haroratda gazni suyultirish uchun zarur bo'lgan bosim kritik deb ataladi. Berilgan gaz parametrlari.   Berilgan parametrlar o'lchovsiz miqdor deb ataladi, ular gaz holatining haqiqiy parametrlaridan (bosim, harorat, zichlik, o'ziga xos hajm) necha marta yoki qancha tanqidiy ekanligini ko'rsatadi:

Daryoda gaz qazib olish va er osti ombori

Gaz zichligi: mutlaq va nisbiy.

Gazning zichligi uning eng muhim xususiyatlaridan biridir. Gaz zichligi haqida gap ketganda, ular odatda uning normal sharoitda (ya'ni harorat va bosimda) zichligini anglatadi. Bundan tashqari, gazning nisbiy zichligi ko'pincha ishlatiladi, ya'ni berilgan gaz zichligining xuddi shu sharoitda havo zichligiga nisbati. Gazning nisbiy zichligi u joylashgan sharoitga bog'liq emasligini ko'rish oson, chunki gaz holati qonunlariga ko'ra, barcha gazlarning hajmi bosim va harorat o'zgarishi bilan teng ravishda o'zgaradi.

Gazning mutlaq zichligi normal sharoitda 1 litr gazning massasi. Odatda gazlar uchun u g / l bilan o'lchanadi.

ρ \u003d m (gaz) / V (gaz)

Agar siz 1 mol gaz olsangiz, u holda:

va gazning molyar massasini zichlikni molar hajmiga ko'paytirish orqali topish mumkin.

Nisbiy zichlik X bu gazning U ga nisbatan necha marta og'irligini ko'rsatadigan qiymat. U X va Y gazlarning molyar massalari nisbati sifatida hisoblanadi:

D tomonidan Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Ko'pincha hisoblash uchun vodorod va havodagi gazlarning nisbiy zichligi ishlatiladi.

Vodorod uchun X gazining nisbiy zichligi:

D tomonidan H2 \u003d M (gaz X) / M (H2) \u003d M (gaz X) / 2

Havo gazlarning aralashmasidir, shuning uchun u uchun faqat o'rtacha molyar massani hisoblash mumkin.

Uning qiymati 29 g / mol sifatida olinadi (taxminiy o'rtacha tarkibga asoslanib). 
  Shuning uchun: 
  D havo bilan \u003d M (gaz X) / 29

Gaz zichligi B (rv, g / l) formuladan foydalanib, ma'lum hajmdagi kichik shisha konusni (274-rasm, a) yoki gaz piknometrini (77-rasmga qarang) tortish yo'li bilan aniqlanadi.

bu erda V - konusning hajmi (5 - 20 ml) yoki piknometr.

Lampochka ikki marta tortiladi: avval evakuatsiya qilinadi, so'ngra sinov gaziga to'ldiriladi. Olingan 2 massa qiymatlarining farqiga qarab, gazning massasi mv, g deb tan olinadi.Faskani gaz bilan to'ldirganda uning bosimi o'lchanadi va tortish paytida idishdagi gaz harorati sifatida olinadigan atrof-muhit harorati. Gazning p va T qiymatlari normal sharoitda (0 ° C; taxminan 0,1 MPa) gaz zichligini hisoblash imkonini beradi.

Gaz konusining havoda massasi yo'qolishi uchun tuzatishni kamaytirish uchun idish sifatida muvozanatning boshqa qo'liga xuddi shunday hajmdagi muhrlangan konus qo'yiladi.

Shakl 274. Gaz zichligini aniqlash uchun asboblar: konus (a) va suyuq (b) va simob (c) effueiometrlar

Ushbu konusning yuzasi har safar xuddi gaz bilan tortilganidek muomala qilinadi (tozalanadi).

Evakuatsiya jarayonida konus ozgina isitiladi, uni vakuum tizimiga bir necha soat davomida ulashadi, chunki qolgan havo va namlikni olib tashlash qiyin. Evakuatsiya qilingan konusning devorlari atmosfera bosimi ostida siqilishi tufayli hajm o'zgarishi mumkin. Bunday siqishni natijasida engil gazlarning zichligini aniqlashda xato 1% ga yetishi mumkin. Ayrim hollarda, nisbiy zichlikdagi dv, shuningdek, gaz uchun aniqlanadi, ya'ni berilgan gaz pv ning zichligi bir xil harorat va bosimda olingan standart p0 sifatida tanlangan boshqa gazning zichligiga nisbati:

bu erda Mb va Mo sinovli gaz B va standartning molyar massalari, masalan, havo yoki vodorod, mos ravishda g / mol.

Vodorod uchun M0 \u003d 2,016 g / mol, shuning uchun

Ushbu nisbatdan, agar gazning molyar massasi ideal deb qabul qilinsa, aniqlanishi mumkin.

Gaz zichligini aniqlashning tezkor usuli bu uning chiqish tezligiga mutanosib bo'lgan kichik bosimli teshikdan chiqib ketish vaqtini o'lchash usuli.

bu erda τv va τo mos ravishda B va havo gazlarining chiqib ketish vaqti.

Ushbu usulda gaz zichligini o'lchash effuziometr koridor bilan amalga oshiriladi (274.6-rasm) - balandligi 400 mm bo'lgan keng silindrli b, uning ichida suyuqlik kirish va chiqish teshiklari bilan jihozlangan 7 taglik 7 bo'lgan idish mavjud. 5-kemada gaz hajmini hisoblash uchun M1 va M2 ikkita belgilar qo'llaniladi, ularning muddati tugashi kuzatiladi. Müslüm 3 gazning kirishiga, 2-musluk esa kapillyar orqali chiqarish uchun xizmat qiladi. Gazning harorati termometr 4 tomonidan boshqariladi.

Gaz zichligini uning chiqib ketish tezligiga qarab aniqlash quyidagicha. Tsilindrni gazni deyarli erimaydigan suyuqlik bilan to'ldiring, shunda 5-idish ham M2 belgisidan yuqori bo'ladi. Keyin, vana 3 orqali suyuqlik M1 belgisi ostidagi sinov gazidan 5 tomirdan siqib chiqariladi va barcha suyuqlik silindrda qolishi kerak. Shundan so'ng, 3 kranni yopib, 2 kranini oching va ortiqcha gazning kapillyar orqali 1 ga chiqishiga imkon bering, suyuqlik M1 belgisiga yetishi bilan sekundomer ishga tushadi. Gazni almashtiradigan suyuqlik asta-sekin M2 belgisiga ko'tariladi. Meniskus suyuqlikka tegishi bilan M2 sekundomerni o'chirib qo'yadi. Tajriba 2-3 marta takrorlanadi. Shunga o'xshash operatsiyalar havo bilan amalga oshiriladi, sinab ko'rilgan gaz qoldiqlaridan ularni 5-idish bilan yaxshilab yuvib tashlang. Gaz chiqishi davomiyligini har xil kuzatishlar 0,2-0,3 s dan oshmasligi kerak.

Agar ozgina eriydigan sinov gaziga suyuqlikni tanlash imkonsiz bo'lsa, simob effuzion hisoblagichidan foydalaniladi (274-rasm, c). U uch tomonli valfli 1 va 4 simob bilan to'ldirilgan to'lqinli idishdan 4 iborat. 4-kema termostat vazifasini bajaradigan 3 shisha idishda joylashgan. Gaz 1 kran orqali 4 tomirga kiritiladi, simobni M1 belgisidan pastroqqa tushiradi. Sinab ko'rilgan gaz yoki havo 2-kapillyar orqali 5-ekvivalent idishni ko'tarish orqali chiqariladi. Gazlarning zichligini aniqlash uchun ko'proq sezgir asboblar Stok-gaz gidrometri (275-rasm, a) va gaz balansidir.

Stok Alfred (1876-1946) - nemis noorganik kimyogari va tahlilchisi.

Stok gidrometrida kvarts naychasining bir uchi ingichka devorli sharchaga 1, diametri 30 - 35 mm havo bilan to'ldirilgan, ikkinchisi esa sochga tortilgan 7. Kichkina temir novda 3 naycha ichiga zich siqilgan.

Shakl 275. Stok gidrometri (a) va o'rnatish sxemasi (b)

To'p bilan kesmaning uchi kvarts yoki agat tayanchiga tayanadi. Koptokli naycha 5-kvars tomiriga erga yumaloq tiqin bilan qo'yilgan. Kema tashqarisida temir yadro solenoidi 6 mavjud. Solenoid orqali oqib o'tadigan turli xil kuchlar orqali roker qo'lining holati to'p bilan tekislanadi, shunda sochlar 7 nol ko'rsatkichiga to'g'ri keladi, teleskop yoki mikroskop yordamida sochlarning holati kuzatiladi.

Poyasi gidrometri har qanday tebranishlarni yo'qotish uchun 2-naychaga payvandlanadi.

To'p va naycha atrofdagi gazning ma'lum bir zichligida muvozanat holatidadir. Agar 5-idishda bitta gaz doimiy bosimda boshqasi bilan almashtirilsa, u holda gaz zichligining o'zgarishi natijasida muvozanat buziladi. Qayta tiklash uchun gaz zichligi pasayganda uni 3 yoki elektromagnit 6 bilan pastga tushirish kerak yoki zichlikning oshishi bilan yuqoriga ko'tarilishi kerak. Solenoid orqali oqadigan oqim kuchi, muvozanat yuzaga kelganda, zichlik o'zgarishiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Qurilma ma'lum zichlikdagi gazlar bilan kalibrlanadi. Stok gidrometrining aniqligi 0,01 - 0,1%, sezgirlik "7 g gacha", o'lchov oralig'i 0 dan 4 g / l gacha.

Stokli gidrometr bilan o'rnatish. Stok gidrometri / (-275.6-rasm) vakuum tizimiga ulanadi, shunda u naychada 2 kabi osilib turadi. 2-naychaning tirsagi 3 sovutish aralashmasi bilan Dewar idishiga botiriladi, bu esa gidrometrda vakuum hosil qilish uchun diffuzion simob nasosidan foydalanilsa, simob bug'ining kondensatsiyasi uchun -80 o C dan yuqori bo'lmagan haroratni saqlab turishga imkon beradi. Kran 5 gidrometrni tekshirilayotgan gazni o'z ichiga olgan lampochka bilan bog'laydi. Tuzoq diffuziya pompasini sinov gazining ta'siridan himoya qiladi va 7-qurilma bosimni aniq nazorat qilish uchun xizmat qiladi. Butun tizim naycha orqali diffuziya pompasiga ulanadi.

Gaz hajmi termostatik suv kurtkasi yordamida kalibrlangan gazli beretlar yordamida (84-rasmga qarang) o'lchanadi. Kapillyar hodisalarni tuzatishning oldini olish uchun gaz 3 va kompensatsiya 5 burettalar bir xil diametrda tanlanadi va ularning yoniga termostatik 4 ga joylashtiriladi (276-rasm). Qulflangan suyuqliklar, simob, glitserin va sinov gazini yomon eritadigan boshqa suyuqliklar ishlatiladi.

Ushbu qurilmani quyidagicha boshqaring. Birinchidan, burettalar suyuqlik bilan to'ldirilib, musluzadan 2 yuqoriga ko'tarilib, idishni b ko'taradi. Keyin gaz buretkasi gaz manbasiga ulanadi va A tomirini tushiradi, shundan keyin valf 2 yopiladi. 3-burettada joylashgan gazning bosimini atmosfera bosimi bilan tenglashtirish uchun b tomirni büretka yaqinlashtiriladi va shunday balandlikda o'rnatiladiki, kompensatsiya ichidagi simob meniskusi 5 va gaz 3 burettalari bir xil darajada. Kompensatsiya buretasi atmosfera bilan aloqa qilganda (uning yuqori uchi ochiq), meniskining bu pozitsiyasi bilan gaz buretidagi gaz bosimi atmosferaga teng bo'ladi.

Shu bilan birga, atmosfera bosimi termometr 7 yordamida barometr va ko'ylagi 4dagi suv harorati bilan o'lchanadi.

Topilgan gaz hajmi normal sharoitda (0 ° C; 0,1 MPa) ideal gaz uchun tenglama yordamida:

V0 va V - normal holatga kamaygan gaz hajmi (l) va mos ravishda t (° C) haroratda b1-chi gaz o'lchanadi; p - gaz hajmini o'lchash paytidagi atmosfera bosimi, torr.

Agar gazda suv bug'i bo'lsa yoki suvni yoki suvli eritmaning ustidagi idishni o'lchashdan oldin bo'lsa, u holda uning hajmi sinov haroratida p1 suv bug'i bosimini hisobga olgan holda normal holatga olib keladi (37-jadvalga qarang):

Agar gaz hajmini o'lchashdagi atmosfera bosimi 760 torrentsiyaga nisbatan yaqin bo'lsa, tenglamalar qo'llaniladi. Haqiqiy gazning bosimi har doim molekulalarning o'zaro ta'siri tufayli ideal gazdan kamroq bo'ladi. Shuning uchun, maxsus ma'lumotlardan olingan ideal bo'lmagan gaz uchun tuzatish gaz hajmining topilgan qiymatiga kiritiladi.

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi

Federal Kasbiy Ta'lim Federal Byudjet Ta'lim Muassasasi

"Nomidagi Rossiya davlat neft va gaz universiteti I.M. Gubkin "

A.N. Timashev, T.A. Berkunova, E.A. Mamedov

GAZ ZO'Rligini aniqlash

Mutaxassislik talabalari uchun "Gaz quduqlaridan foydalanish texnologiyasi" va "Gaz va gaz kondensati konlarini ishlab chiqish va ulardan foydalanish" fanlaridan laboratoriya ishlarini bajarish uchun uslubiy ko'rsatmalar:

IG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF

Muallif professor A.I. Ermolaeva

Moskva 2012 yil

Gaz zichligini aniqlash.

Laboratoriya ishlariga oid ko'rsatmalar / A.N. Timashev

T.A. Berkunova, E.A. Mamedov - M .: I.M. nomidagi Rossiya davlat neft va gaz universiteti. Gubkina, 2012 yil.

Gaz zichligini laboratoriya usulida aniqlash usullari tavsiflangan. Asos hozirgi GOST 17310 - 2002 hisoblanadi.

Ko'rsatmalar neft va gaz universitetlarining talabalari uchun mo'ljallangan: RG, PH, RB, MB, Moskva viloyati, GR, Davlat iqtisodiyot instituti, Davlat korxonasi, Davlat Farmakopeya.

Nashr gaz va gazni rivojlantirish va foydalanish bo'limida tayyorlangan

kondensat yotqiziqlari.

Fakultet o'quv-uslubiy komissiyasining qarori bilan nashr etilgan

neft va gaz sohasidagi botinkalar.