ความหนาแน่นเฉลี่ยของน้ำคือ วิธีการกำหนดความหนาแน่นของน้ำ

ความหนาแน่น- ปริมาณทางกายภาพที่กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของสารซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของมวลของร่างกายต่อปริมาตรที่ร่างกายนี้ครอบครอง.

ความหนาแน่น (ความหนาแน่นของวัตถุที่เป็นเนื้อเดียวกันหรือความหนาแน่นเฉลี่ยของวัตถุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน) สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

[ρ] = กก./ลบ.ม.; [ม.] = กก.; [V] = ลบ.ม.

ที่ไหน ม- มวลร่างกาย, วี- ปริมาณของมัน; สูตรเป็นเพียงคำจำกัดความทางคณิตศาสตร์ของคำว่า "ความหนาแน่น"

สารทั้งหมดประกอบด้วยโมเลกุล ดังนั้น มวลของร่างกายใดๆ จึงประกอบขึ้นจากมวลของโมเลกุลของมัน ซึ่งคล้ายกับการเพิ่มมวลของถุงขนมจากมวลของขนมทั้งหมดในถุง หากลูกอมทั้งหมดเท่ากัน ก็สามารถกำหนดมวลของลูกอมได้โดยการคูณมวลของลูกอมหนึ่งลูกด้วยจำนวนลูกอมในถุง

โมเลกุลของสารบริสุทธิ์จะเหมือนกัน ดังนั้นมวลของหยดน้ำจึงเท่ากับผลคูณของมวลของโมเลกุลน้ำหนึ่งโมเลกุลและจำนวนโมเลกุลในหยดน้ำ

ความหนาแน่นของสารแสดงว่ามวล 1 m³ ของสารนี้มีค่าเท่ากับเท่าใด

ความหนาแน่นของน้ำคือ 1,000 กก./ลบ.ม. ซึ่งหมายความว่ามวลของน้ำ 1 ลบ.ม. คือ 1,000 กก. ตัวเลขนี้สามารถหาได้จากการคูณมวลของน้ำหนึ่งโมเลกุลด้วยจำนวนโมเลกุลที่มีอยู่ในปริมาตร 1 ลบ.ม.
ความหนาแน่นของน้ำแข็งคือ 900 กก./ลบ.ม. ซึ่งหมายความว่ามวลน้ำแข็ง 1 ลบ.ม. จะเท่ากับ 900 กก.
บางครั้งใช้หน่วยความหนาแน่น g/cm³ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่ามวลน้ำแข็ง 1 ซม.³ เท่ากับ 0.9 กรัม

สารแต่ละตัวมีปริมาตรที่แน่นอน และอาจกลายเป็นว่า ปริมาตรของวัตถุทั้งสองมีค่าเท่ากันและมวลของมันต่างกัน ในกรณีนี้พวกเขาบอกว่าความหนาแน่นของสารเหล่านี้แตกต่างกัน

อีกด้วย ที่มีมวลเท่ากันของสองร่างปริมาณของพวกเขาจะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ปริมาตรของน้ำแข็งเกือบ 9 เท่าของปริมาตรของแท่งเหล็ก

ความหนาแน่นของสารขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสาร

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความหนาแน่นมักจะลดลง นี่เป็นเพราะการขยายตัวทางความร้อนเมื่อปริมาตรเพิ่มขึ้นด้วยมวลคงที่

เมื่ออุณหภูมิลดลง ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้น แม้ว่าจะมีสารที่มีความหนาแน่นต่างกันในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด เช่น น้ำ ทองแดง เหล็กหล่อ ดังนั้นความหนาแน่นของน้ำมีค่าสูงสุดที่ 4 °C และลดลงทั้งเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและลดลงเมื่อเทียบกับค่านี้

เมื่อสถานะของการรวมตัวเปลี่ยนไป ความหนาแน่นของสารจะเปลี่ยนไปอย่างกะทันหัน: ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะก๊าซเป็นสถานะของเหลวและระหว่างการแข็งตัวของของเหลว น้ำ ซิลิกอน บิสมัท และสารอื่นๆ เป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ เนื่องจากความหนาแน่นลดลงระหว่างการแข็งตัว

การแก้ปัญหา

งานหมายเลข 1
แผ่นเหล็กสี่เหลี่ยม ยาว 5 ซม. กว้าง 3 ซม. และหนา 5 มม. มีมวล 85 กรัม ทำจากวัสดุอะไร ?

การวิเคราะห์ปัญหาทางกายภาพในการตอบคำถามนี้ จำเป็นต้องกำหนดความหนาแน่นของสารที่ใช้ทำเพลต จากนั้น ใช้ตารางความหนาแน่น กำหนดว่าสารใดมีค่าความหนาแน่นที่ตรงกับค่าความหนาแน่นที่พบ ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ในหน่วยที่กำหนด (เช่น โดยไม่ต้องแปลงเป็น SI)

งานหมายเลข 2
ลูกทองแดงที่มีปริมาตร 200 ซม. 3 มีมวล 1.6 กก. ตรวจสอบว่าลูกบอลเป็นของแข็งหรือว่างเปล่า หากทรงกลมว่างเปล่า ให้กำหนดปริมาตรของโพรง

การวิเคราะห์ปัญหาทางกายภาพถ้าปริมาตรทองแดงน้อยกว่าปริมาตรของลูก V น้ำผึ้ง

งานหมายเลข 3
กระป๋องบรรจุน้ำ 20 กก. เติมน้ำมันเบนซิน กำหนดมวลของน้ำมันเบนซินในกระป๋อง

การวิเคราะห์ปัญหาทางกายภาพในการหามวลของน้ำมันเบนซินในกระป๋อง เราจำเป็นต้องหาความหนาแน่นของน้ำมันเบนซินและความจุของกระป๋องน้ำมัน ซึ่งเท่ากับปริมาตรของน้ำ ปริมาณน้ำถูกกำหนดโดยมวลและความหนาแน่น เราพบความหนาแน่นของน้ำและน้ำมันเบนซินในตาราง เป็นการดีกว่าที่จะแก้ปัญหาในหน่วย SI

งานหมายเลข 4
โลหะผสมทำจากดีบุก 800 ซม. 3 และตะกั่ว 100 ซม. 3 ความหนาแน่นของมันคืออะไร? อัตราส่วนมวลของดีบุกและตะกั่วในโลหะผสมคือเท่าไร?

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการวัดและความหนาแน่น ก่อนอื่น จำเป็นต้องกำหนดคำว่า ความหนาแน่น ความหนาแน่นของสารคือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดสำหรับสารที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยมวลของปริมาตรหน่วย กล่าวอีกนัยหนึ่งความหนาแน่นคืออัตราส่วนของมวลของสารต่อปริมาตร

มีสองวิธีหลักในการกำหนดความหนาแน่นของสาร - นี่เป็นวิธีทางตรงและทางอ้อม วิธีการทางอ้อมรวมถึงการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของความหนาแน่นของสารตามสูตร ρ = ม. / V, ที่ไหน ρ - ความหนาแน่น, ม- มวลของสาร วีคือปริมาตรของสาร
คำถามเกิดขึ้นความหนาแน่นวัดในหน่วยใด? ขึ้นอยู่กับปริมาณของสารที่ถูกนำมาเป็นมวลและปริมาตรของหน่วย ตัวอย่างเช่น หากคุณเติมน้ำในภาชนะที่มีปริมาตร 1 ลิตร ให้ชั่งน้ำหนักภาชนะนี้พร้อมกับน้ำและลบมวลของภาชนะออกจาก มวลที่ได้ เราจะได้มวลน้ำ สมมติว่าค่าผลลัพธ์ของมวลน้ำคือ 1 กิโลกรัม หลังจากนั้นเมื่อทราบมวลและปริมาตรของน้ำในทางคณิตศาสตร์ (โดยวิธีทางอ้อม) ก็สามารถคำนวณความหนาแน่นของน้ำได้โดยการหารมวลน้ำ (1 กิโลกรัม) ด้วยปริมาตร (1 ลิตร) มูลค่าที่ได้รับ 1 กก./ลิตรและเป็นความหนาแน่นของน้ำ โดยที่ กก./ลิตร- สิ่งที่วัดความหนาแน่น

เพื่อวัดความหนาแน่นของของเหลวโดยตรง เครื่องมือวัด เช่น ไฮโดรมิเตอร์หรือ เครื่องวัดความหนาแน่นอิเล็กทรอนิกส์ , เหมือนบริษัท - ผู้ผลิตเครื่องวัดความหนาแน่น LEMIS บอลติกเครื่องมือวัดเหล่านี้จะให้ค่าความหนาแน่นของของเหลวที่วัดได้เป็น g/cm3 และ kg/m3 ซึ่งเป็นหน่วยที่วัดความหนาแน่นตามมาตรฐานในระบบ SI

เหล่านั้น. ไม่มีคำตอบเดียวในสิ่งที่วัดความหนาแน่น ค่าที่ใช้บ่อยที่สุดได้รับการระบุไว้ก่อนหน้านี้ แต่อย่างอื่นก็ใช้ได้ ตัวอย่างเช่น หากประเทศใดใช้ระบบการวัดที่ไม่ใช่เมตริก หน่วยความหนาแน่นจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

วัตถุที่มีปริมาตรเท่ากันในอวกาศสามารถมีมวลต่างกันได้อย่างไร? มันเป็นเรื่องของความหนาแน่น เราคุ้นเคยกับแนวคิดนี้อยู่แล้วในชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 ในปีแรกของการสอนฟิสิกส์ที่โรงเรียน เป็นแนวคิดพื้นฐานทางกายภาพที่สามารถเปิด MKT (ทฤษฎีโมเลกุล - จลนพลศาสตร์) ให้กับบุคคลไม่เพียง แต่ในวิชาฟิสิกส์ แต่ยังรวมถึงในวิชาเคมีด้วย ด้วยสิ่งนี้บุคคลสามารถกำหนดลักษณะของสารใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นน้ำไม้ตะกั่วหรืออากาศ

ประเภทของความหนาแน่น

ดังนั้น นี่คือปริมาณสเกลาร์ ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของมวลของสารที่ศึกษาต่อปริมาตร กล่าวคือ เรียกอีกอย่างว่าความถ่วงจำเพาะก็ได้ มันเขียนแทนด้วยตัวอักษรกรีก "ρ" (อ่านว่า "ro") เพื่อไม่ให้สับสนกับ "p" - จดหมายนี้มักใช้เพื่อแสดงถึงแรงกดดัน

จะหาความหนาแน่นในฟิสิกส์ได้อย่างไร? ใช้สูตรความหนาแน่น: ρ = m/V

ค่านี้สามารถวัดได้เป็น g / l, g / m3 และโดยทั่วไปในหน่วยที่เกี่ยวข้องกับมวลและปริมาตร หน่วย SI สำหรับความหนาแน่นคืออะไร? ρ = [กก./ลบ.ม.] การแปลระหว่างหน่วยเหล่านี้ดำเนินการผ่านการคำนวณทางคณิตศาสตร์เบื้องต้น อย่างไรก็ตาม เป็นหน่วยการวัด SI ที่มีการใช้งานมากที่สุด

นอกจากสูตรมาตรฐานที่ใช้เฉพาะกับของแข็งแล้ว ยังมีสูตรสำหรับแก๊สในสภาวะปกติ (n.o.)

ρ (แก๊ส) = ​​M/Vm

M คือมวลโมลาร์ของแก๊ส [g/mol], Vm คือปริมาตรโมลาร์ของแก๊ส (ภายใต้สภาวะปกติ ค่านี้คือ 22.4 l/mol)

เพื่อที่จะให้คำจำกัดความของแนวคิดนี้อย่างครบถ้วนมากขึ้น มันคุ้มค่าที่จะชี้แจงให้ชัดเจนว่าค่าหมายถึงอะไร.

• ความหนาแน่นของวัตถุที่เป็นเนื้อเดียวกันคืออัตราส่วนของมวลของร่างกายต่อปริมาตรอย่างแม่นยำ
• นอกจากนี้ยังมีแนวคิดของ "ความหนาแน่นของสาร" นั่นคือความหนาแน่นของร่างกายที่เป็นเนื้อเดียวกันหรือกระจายอย่างสม่ำเสมอที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งประกอบด้วยสารนี้ ค่านี้เป็นค่าคงที่ มีตาราง (ซึ่งคุณอาจใช้ในชั้นเรียนฟิสิกส์) ที่รวบรวมค่าของสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซต่างๆ ดังนั้นตัวบ่งชี้นี้สำหรับน้ำคือ 1,000 กก. / ลบ.ม. เมื่อทราบค่านี้และเช่นปริมาตรของอ่าง เราสามารถกำหนดมวลของน้ำที่จะใส่เข้าไปได้โดยการแทนที่ค่าที่ทราบในรูปแบบข้างต้น
• อย่างไรก็ตาม สารบางชนิดก็ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ด้วยเหตุนี้ จึงมีการสร้างคำว่า "ความหนาแน่นเฉลี่ยของร่างกาย" เพื่อให้ได้ค่านี้ จำเป็นต้องทราบ ρ ของแต่ละองค์ประกอบของสารที่กำหนดแยกกัน และคำนวณค่าเฉลี่ย

ร่างกายที่มีรูพรุนและเปราะบางมี:

• ความหนาแน่นที่แท้จริงซึ่งกำหนดโดยไม่คำนึงถึงช่องว่างในโครงสร้าง
• ความหนาแน่นเฉพาะ (ชัดเจน) ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยการหารมวลของสารด้วยปริมาตรทั้งหมดที่สารนั้นครอบครอง

ปริมาณทั้งสองนี้เชื่อมโยงกันด้วยสัมประสิทธิ์ความพรุน - อัตราส่วนของปริมาตรของช่องว่าง (รูพรุน) ต่อปริมาตรทั้งหมดของร่างกายที่ศึกษา

ความหนาแน่นของสารขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ และบางส่วนสามารถเพิ่มค่านี้สำหรับสารบางตัวได้พร้อมๆ กัน และลดค่าสำหรับสารอื่นๆ ลง ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิต่ำ ค่านี้มักจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม มีสารจำนวนหนึ่งที่มีความหนาแน่นทำงานผิดปกติในช่วงอุณหภูมิที่แน่นอน สารเหล่านี้รวมถึงเหล็กหล่อ น้ำ และทองแดง (โลหะผสมของทองแดงและดีบุก)

ตัวอย่างเช่น ρ ของน้ำสูงที่สุดที่ 4 °C และจากนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยสัมพันธ์กับค่านี้ทั้งเมื่อถูกความร้อนและเมื่อเย็นลง

นอกจากนี้ยังควรกล่าวอีกว่าเมื่อสารผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง (ของแข็ง-ของเหลว-ก๊าซ) นั่นคือเมื่อสถานะของการรวมตัวเปลี่ยนไป ρ ยังเปลี่ยนค่าของมันและกระโดด: จะเพิ่มขึ้นระหว่างการเปลี่ยนจาก ก๊าซเป็นของเหลวและในระหว่างการตกผลึกของเหลว อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นหลายประการที่นี่เช่นกัน ตัวอย่างเช่น บิสมัทและซิลิกอนมีค่าเพียงเล็กน้อยในการแข็งตัว ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: เมื่อน้ำตกผลึก กล่าวคือ เมื่อกลายเป็นน้ำแข็ง ประสิทธิภาพของมันก็ลดลงด้วย และนั่นคือสาเหตุที่น้ำแข็งไม่จมลงในน้ำ

วิธีคำนวณความหนาแน่นของวัตถุต่างๆ อย่างง่าย

เราต้องการอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:

• ตาชั่ง.
• เซนติเมตร (หน่วยวัด) หากวัตถุที่ตรวจสอบมีสถานะรวมตัวเป็นของแข็ง
• ขวดปริมาตรถ้าสารทดสอบเป็นของเหลว

ในการเริ่มต้น เราวัดปริมาตรของร่างกายภายใต้การศึกษาโดยใช้เซนติเมตรหรือขวดปริมาตร ในกรณีของของเหลว เราเพียงแค่ดูมาตราส่วนที่มีอยู่และบันทึกผลลัพธ์ สำหรับคานไม้ทรงลูกบาศก์ก็จะเท่ากับค่าของด้านที่ยกกำลังสาม เมื่อวัดปริมาตรแล้ว เรานำวัตถุนั้นไปศึกษาบนตาชั่งและบันทึกค่าของมวล สำคัญ! หากคุณกำลังตรวจสอบของเหลว อย่าลืมคำนึงถึงมวลของภาชนะที่เทวัตถุที่อยู่ระหว่างการศึกษาด้วย เราแทนที่ค่าที่ได้รับจากการทดลองลงในสูตรที่อธิบายข้างต้น และคำนวณตัวบ่งชี้ที่ต้องการ

ต้องบอกว่าตัวบ่งชี้นี้สำหรับก๊าซต่าง ๆ ที่ไม่มีเครื่องมือพิเศษนั้นคำนวณได้ยากกว่ามาก ดังนั้นหากคุณต้องการค่าของมัน จะดีกว่าถ้าใช้ค่าสำเร็จรูปจากตารางความหนาแน่นของสาร

นอกจากนี้ในการวัดค่านี้จะใช้อุปกรณ์พิเศษ:

• พิคโนมิเตอร์แสดงความหนาแน่นที่แท้จริง
• ไฮโดรมิเตอร์ออกแบบมาเพื่อวัดตัวบ่งชี้นี้เป็นของเหลว
• Burik Kachinsky และสว่าน Zaidelman - อุปกรณ์สำหรับสำรวจดิน
• เครื่องวัดความหนาแน่นแบบสั่นสะเทือนใช้ในการวัดปริมาณของเหลวและก๊าซต่างๆ ภายใต้แรงดันที่กำหนด

ความหนาแน่นเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพของสารที่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับมวลและปริมาตร ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์เหล่านี้มักจะถูกกำหนดโดยสูตร p \u003d m / V โดยที่ p คือความหนาแน่นของสาร m คือมวลและ V คือปริมาตร ดังนั้น สารที่มีปริมาตรเท่ากัน แต่ในขณะเดียวกัน มวลที่ต่างกัน ก็มีความหนาแน่นต่างกันอย่างเห็นได้ชัด อาจกล่าวได้เช่นเดียวกันหากสารใดมีมวลเท่ากันมีปริมาตรต่างกัน

ในบรรดาสารอื่นๆ ทั้งหมดบนดาวเคราะห์โลก ก๊าซมีความหนาแน่นต่ำที่สุด ตามกฎแล้วของเหลวนั้นมีความหนาแน่นสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับของเหลวและค่าสูงสุดของตัวบ่งชี้นี้สามารถพบได้ในของแข็ง ตัวอย่างเช่น ออสเมียมถือเป็นโลหะที่มีความหนาแน่นมากที่สุด

การวัดความหนาแน่น

ในการวัดความหนาแน่น เช่นเดียวกับสาขาวิชาอื่นๆ แนวคิดนี้ได้นำหน่วยการวัดที่ซับซ้อนพิเศษมาใช้โดยพิจารณาจากความสัมพันธ์ของความหนาแน่นกับมวลและปริมาตรของสาร ดังนั้น ในระบบสากลของหน่วย SI หน่วยที่ใช้อธิบายความหนาแน่นของสารคือกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ซึ่งมักจะแสดงเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

อย่างไรก็ตาม หากเรากำลังพูดถึงปริมาณที่น้อยมากของสารซึ่งจำเป็นต้องวัดความหนาแน่น จะใช้อนุพันธ์ของหน่วยที่ยอมรับโดยทั่วไปนี้ ซึ่งแสดงเป็นจำนวนกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ในรูปแบบย่อ หน่วยนี้มักจะแสดง g / cm³

ในเวลาเดียวกัน ความหนาแน่นของสารต่างๆ มักจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ: ในกรณีส่วนใหญ่ การลดลงจะทำให้ความหนาแน่นของสารเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น อากาศธรรมดาที่อุณหภูมิ +20 ° C มีความหนาแน่นเท่ากับ 1.20 กก. / ลบ.ม. ในขณะที่เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 0 ° C ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.29 กก. / ลบ.ม. และลดลงอีก ถึง -50 ° C ความหนาแน่นของอากาศจะสูงถึง 1.58 กก. / ลบ.ม. ในเวลาเดียวกัน สารบางชนิดก็เป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของสารเหล่านี้ไม่เป็นไปตามรูปแบบนี้ ซึ่งรวมถึงตัวอย่างเช่น น้ำ

เครื่องมือทางกายภาพต่างๆ ใช้สำหรับวัดความหนาแน่นของสาร ตัวอย่างเช่น คุณสามารถวัดความหนาแน่นของของเหลวโดยใช้ไฮโดรมิเตอร์ และเพื่อกำหนดความหนาแน่นของสารที่เป็นของแข็งหรือก๊าซ คุณสามารถใช้พิกโนมิเตอร์ได้

คำนิยาม

ความหนาแน่นเป็นปริมาณทางกายภาพสเกลาร์ ซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนของมวลของร่างกายต่อปริมาตรที่มันครอบครอง

ค่านี้มักจะแสดงด้วยตัวอักษรกรีก r หรือละติน D และ d. หน่วยความหนาแน่นในระบบ SI ถือเป็น kg / m 3 และใน CGS - g / cm 3

ความหนาแน่นสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

อัตราส่วนของมวลของก๊าซที่กำหนดต่อมวลของก๊าซอีกตัวหนึ่งที่ถ่ายในปริมาตรเดียวกัน ที่อุณหภูมิเดียวกันและความดันเดียวกัน เรียกว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซตัวแรกในวินาที

ตัวอย่างเช่น ภายใต้สภาวะปกติมวลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาตร 1 ลิตรคือ 1.98 กรัม และมวลของไฮโดรเจนในปริมาตรเดียวกันและภายใต้สภาวะเดียวกันคือ 0.09 กรัม ซึ่งความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สำหรับไฮโดรเจนจะ เป็น: 1.98 / 0, 09 = 22.

วิธีการคำนวณความหนาแน่นของสาร

ให้เราแสดงถึงความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซ m 1 / m 2 ด้วยตัวอักษร D. แล้ว

ดังนั้นมวลโมลาร์ของก๊าซจึงเท่ากับความหนาแน่นที่สัมพันธ์กับก๊าซอีกตัวหนึ่ง คูณด้วยมวลโมลาร์ของก๊าซตัวที่สอง

บ่อยครั้งที่ความหนาแน่นของก๊าซต่างๆ ถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับไฮโดรเจน เนื่องจากเป็นก๊าซที่เบาที่สุด เนื่องจากมวลโมลาร์ของไฮโดรเจนคือ 2.0158 ก./โมล ในกรณีนี้ สมการในการคำนวณมวลโมลาร์จึงอยู่ในรูป:

หรือถ้ามวลโมลาร์ของไฮโดรเจนถูกปัดเศษขึ้นเป็น 2:

ตัวอย่างเช่น การคำนวณตามสมการนี้มวลโมลาร์ของคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งความหนาแน่นของไฮโดรเจนตามที่ระบุไว้ข้างต้นคือ 22 เราพบว่า:

M(CO 2) \u003d 2 × 22 \u003d 44 g / mol

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ออกกำลังกาย	คำนวณปริมาตรของน้ำและมวลของเกลือทั่วไป NaCl ที่จะต้องเตรียม 250 มล. ของสารละลาย 0.7 โมลาร์ หาความหนาแน่นของสารละลายเท่ากับ 1 กรัม/ซม. เศษส่วนมวลของโซเดียมคลอไรด์ในสารละลายนี้เป็นเท่าใด
วิธีการแก้	ความเข้มข้นของโมลาร์ของสารละลายเท่ากับ 0.7 โมลาร์ แสดงว่า 1,000 มล. ของสารละลายมีเกลือ 0.7 โมล จากนั้น คุณสามารถค้นหาปริมาณของสารเกลือในสารละลายนี้ 250 มล.: n(NaCl) = สารละลาย V (NaCl) × C M (NaCl); n(NaCl) = 250 × 0.7 / 1000 = 0.175 โมล ค้นหามวลของโซเดียมคลอไรด์ 0.175 โมล: M(NaCl) \u003d Ar (Na) + Ar (Cl) \u003d 23 + 35.5 \u003d 58.5 g / mol m(NaCl) = n(NaCl) × M(NaCl); m(NaCl) = 0.175 x 58.5 = 10.2375 g คำนวณมวลของน้ำที่ต้องการเพื่อให้ได้สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 0.7 โมลาร์ 250 มล.: r = m สารละลาย / V; m สารละลาย = V × r = 250 × 1 = 250 g ม.(H 2 O) \u003d 250 - 10.2375 \u003d 239.7625 กรัม
ตอบ	มวลของน้ำคือ 239.7625 g ปริมาตรมีค่าเท่ากันเนื่องจากความหนาแน่นของน้ำคือ 1 g / cm

ตัวอย่าง 2

ออกกำลังกาย	คำนวณปริมาตรของน้ำและมวลของโพแทสเซียมไนเตรท KNO 3 ที่จะต้องเตรียม 150 มล. ของสารละลาย 0.5 โมลาร์ หาความหนาแน่นของสารละลายเท่ากับ 1 กรัม/ซม. โพแทสเซียมไนเตรตเศษส่วนมวลในสารละลายนี้เป็นเท่าใด
วิธีการแก้	ความเข้มข้นของโมลาร์ของสารละลายเท่ากับ 0.5 โมลาร์แสดงว่าสารละลาย 1,000 มล. มีเกลือ 0.7 โมล จากนั้น คุณสามารถหาปริมาณของสารเกลือในสารละลายนี้ 150 มล.: n(KNO 3) = สารละลาย V (KNO 3) × C M (KNO 3); n (KNO 3) \u003d 150 × 0.5 / 1000 \u003d 0.075 โมล ค้นหามวล 0.075 โมลของโพแทสเซียมไนเตรต: M (KNO 3) \u003d Ar (K) + Ar (N) + 3 × Ar (O) \u003d 39 + 14 + 3 × 16 \u003d 53 + 48 \u003d 154 g / mol m(KNO 3) = n(KNO 3) × M(KNO 3); ม. (KNO 3) \u003d 0.075 × 154 \u003d 11.55 ก. คำนวณมวลของน้ำที่ต้องการเพื่อให้ได้ 150 มล. ของสารละลายโพแทสเซียมไนเตรต 0.5 M: r = m สารละลาย / V; m สารละลาย = V × r = 150 × 1 = 150 g ม. (H 2 O) \u003d ม. สารละลาย - ม. (NaCl); ม.(H 2 O) \u003d 150 - 11.55 \u003d 138.45 ก.
ตอบ	มวลของน้ำคือ 138.45 g ปริมาตรมีค่าเท่ากันเนื่องจากความหนาแน่นของน้ำคือ 1 g / cm