PRELEGERE II LUMANARE. LUMINAREA FLACĂRII. AERUL ESTE NECESAR PENTRU ARDER. FORMAREA APEI În ultima prelegere la care ne-am uitat proprietăți generaleși locația părții lichide a lumânării, precum și modul în care acest lichid ajunge acolo unde are loc arderea. Ești convins că atunci când lumânarea

Aer produs local De când planete interioare- Mercur, Venus, Pământ și Marte sunt situate aproape de Soare (Fig. 5.2), este destul de rezonabil să presupunem că sunt formate din aceleași materii prime. Asta este adevărat. Orez. 5.2. Orbitele planetelor sistemului solar Imagini la scară

Cât aer respiri? De asemenea, este interesant să calculăm cât cântărește aerul pe care îl inspirăm și expirăm pe parcursul unei zile. La fiecare respirație, o persoană introduce aproximativ jumătate de litru de aer în plămâni. Luăm, în medie, 18 inhalări pe minut. Deci într-una

Cât cântărește tot aerul de pe Pământ? Experimentele descrise acum arată că o coloană de apă de 10 m înălțime cântărește la fel ca o coloană de aer de la Pământ până la limita superioară a atmosferei, motiv pentru care se echilibrează reciproc. Prin urmare, nu este dificil să calculezi cât cântărește

Aburi de fier și aer solid Nu este o combinație ciudată de cuvinte? Totuși, aceasta nu este deloc o prostie: atât vaporii de fier, cât și aerul solid există în natură, dar nu în condiții obișnuite.Despre ce condiții vorbim? Starea materiei este determinată de doi

PRIMA ÎNCERCARE DE A OBȚINE UN MOTOR AUTO-ACȚIONAT - OSCILATOR MECANIC - MUNCĂ DE DEWARD ȘI LINDE - AER LICHID Dându-mi seama de acest adevăr, am început să caut modalități de a-mi duce la bun sfârșit ideea și, după multă gândire, am venit în sfârșit cu un aparat care putea primi

51 Fulger îmblânzit chiar în cameră - și în siguranță! Pentru experiment vom avea nevoie de: două baloane. Toată lumea a văzut fulgere. O descărcare electrică teribilă lovește direct din nor, arzând tot ceea ce lovește. Spectacolul este atât înfricoșător, cât și atrăgător. Fulgerul este periculos, omoară toate ființele vii.

CÂȚI? Chiar înainte de a începe să studieze razele de uraniu, Maria decisese deja că imprimările pe filme fotografice sunt o metodă inexactă de analiză și dorea să măsoare intensitatea razelor și să compare cantitatea de radiație emisă de diferite substanțe. Ea știa: Becquerel

Mulți pot fi surprinși de faptul că aerul are o anumită greutate diferită de zero. Valoare exacta Această greutate nu este atât de ușor de determinat, deoarece este foarte influențată de factori precum compoziție chimică, umiditate, temperatură și presiune. Să aruncăm o privire mai atentă la întrebarea cât cântărește aerul.

Ce este aerul

Înainte de a răspunde la întrebarea cât cântărește aerul, este necesar să înțelegem ce este această substanță. Aerul este plicul de gaz, care există în jurul planetei noastre și care este un amestec omogen de diverse gaze. Aerul conține următoarele gaze:

• azot (78,08%);
• oxigen (20,94%);
• argon (0,93%);
• vapori de apă (0,40%);
• dioxid de carbon (0,035%).

Pe lângă gazele enumerate mai sus, mai conține și aerul cantități minime neon (0,0018%), heliu (0,0005%), metan (0,00017%), cripton (0,00014%), hidrogen (0,00005%), amoniac (0,0003%).

Este interesant de observat că aceste componente pot fi separate prin condensarea aerului, adică transformându-l într-o stare lichidă prin creșterea presiunii și scăderea temperaturii. Deoarece fiecare componentă a aerului are propria sa temperatură de condensare, în acest fel este posibilă izolarea tuturor componentelor de aer, care este utilizat în practică.

Greutatea aerului și factorii care îl afectează

Ce te împiedică să răspunzi exact la întrebarea cât cântărește un metru cub de aer? Desigur, există o serie de factori care pot influența foarte mult această greutate.

În primul rând, aceasta este compoziția chimică. Datele de mai sus sunt pentru compoziția aerului curat, cu toate acestea, în prezent, acest aer în multe locuri de pe planetă este puternic poluat și, în consecință, compoziția sa va fi diferită. Astfel, în apropierea orașelor mari, aerul conține mai mult dioxid de carbon, amoniac și metan decât aerul din zonele rurale.

În al doilea rând, umiditatea, adică cantitatea de vapori de apă conținută în atmosferă. Cu atât mai mult aer umed, cu cât cântărește mai puțin, celelalte lucruri fiind egale.

În al treilea rând, temperatura. Acesta este unul dintre factorii importanți; cu cât valoarea sa este mai mică, cu atât densitatea aerului este mai mare și, în consecință, cu atât greutatea sa este mai mare.

În al patrulea rând, presiunea atmosferică, care reflectă în mod direct numărul de molecule de aer dintr-un anumit volum, adică greutatea acestuia.

Pentru a înțelege modul în care combinația acestor factori afectează greutatea aerului, să dăm un exemplu simplu: masa unui metru cub de aer uscat la o temperatură de 25 ° C, situată lângă suprafața pământului, este de 1,205 kg, dacă considerăm un volum similar de aer lângă suprafața mării la o temperatură de 0 ° C, atunci masa sa va fi deja egală cu 1,293 kg, adică va crește cu 7,3%.

Modificarea densității aerului cu altitudinea

Pe măsură ce altitudinea crește, presiunea aerului scade, iar densitatea și greutatea acestuia scad în consecință. Aerul atmosferic la presiunile observate pe Pământ poate fi considerat, într-o primă aproximare, un gaz ideal. Aceasta înseamnă că presiunea și densitatea aerului sunt legate matematic între ele prin ecuația de stare a unui gaz ideal: P = ρ*R*T/M, unde P este presiunea, ρ este densitatea, T este temperatura în kelvin, M este masa molară a aerului, R este constanta universală a gazului.

Din formula de mai sus, puteți obține o formulă pentru dependența densității aerului de înălțime, ținând cont că presiunea se modifică conform legii P = P 0 +ρ*g*h, unde P 0 este presiunea la suprafață. al pământului, g este accelerația gravitației, h este înălțimea . Înlocuind această formulă pentru presiune în expresia anterioară și exprimând densitatea, obținem: ρ(h) = P 0 *M/(R*T(h)+g(h)*M*h). Folosind această expresie, puteți determina densitatea aerului la orice altitudine. În consecință, greutatea aerului (ar fi mai corect să spunem masă) este determinată de formula m(h) = ρ(h)*V, unde V este volumul dat.

În expresia pentru dependența densității de înălțime, se poate observa că temperatura și accelerația gravitațională depind și de înălțime. Ultima dependenţă poate fi neglijată dacă despre care vorbim aproximativ înălțimi de cel mult 1-2 km. În ceea ce privește temperatura, dependența acesteia de înălțime este bine descrisă prin următoarea expresie empirică: T(h) = T 0 -0,65*h, unde T 0 este temperatura aerului de lângă suprafața pământului.

Pentru a nu calcula constant densitatea pentru fiecare altitudine, mai jos oferim un tabel al dependenței principalelor caracteristici ale aerului de altitudine (până la 10 km).

Care aer este cel mai greu

Luând în considerare principalii factori care determină răspunsul la întrebarea cât cântărește aerul, puteți înțelege care aer va fi cel mai greu. Pe scurt, aerul rece cântărește întotdeauna mai mult decât aerul cald, deoarece densitatea acestuia din urmă este mai mică, iar aerul uscat cântărește mai mult decât aerul umed. Ultima afirmație este ușor de înțeles, deoarece este de 29 g/mol, iar masa molară a unei molecule de apă este de 18 g/mol, adică de 1,6 ori mai mică.

Determinarea greutății aerului în condiții date

Acum să decidem sarcina specifica. Să răspundem la întrebarea cât cântărește aerul, ocupând un volum de 150 de litri, la o temperatură de 288 K. Să ținem cont că 1 litru este o miime de metru cub, adică 1 litru = 0,001 m 3. În ceea ce privește temperatura de 288 K, aceasta corespunde cu 15 ° C, adică este tipică pentru multe zone ale planetei noastre. Apoi, trebuie să determinați densitatea aerului. Puteți face acest lucru în două moduri:

1. Calculați folosind formula de mai sus pentru o altitudine de 0 metri deasupra nivelului mării. În acest caz, valoarea obţinută este ρ = 1,227 kg/m 3
2. Priviți tabelul de mai sus, care a fost construit pe baza T 0 = 288,15 K. Tabelul conține valoarea ρ = 1,225 kg/m 3.

Astfel, avem două numere care se potrivesc bine între ele. Ușoară diferență se datorează unei erori de 0,15 K în determinarea temperaturii și, de asemenea, faptului că aerul nu este încă un gaz ideal, ci un gaz real. Prin urmare, pentru calcule ulterioare, vom lua media celor două valori obținute, adică ρ = 1,226 kg/m 3.

Acum, folosind formula pentru relația dintre masă, densitate și volum, obținem: m = ρ*V = 1,226 kg/m 3 * 0,150 m 3 = 0,1839 kg sau 183,9 grame.

De asemenea, puteți răspunde cât cântărește un litru de aer în condiții date: m = 1,226 kg/m3 * 0,001 m3 = 0,001226 kg sau aproximativ 1,2 grame.

De ce nu simțim aerul apăsând asupra noastră?

Cât cântărește 1 m3 de aer? Puțin mai mult de 1 kilogram. Întreaga masă atmosferică a planetei noastre pune presiune asupra unei persoane cu greutatea sa de 200 kg! Aceasta este o masă de aer destul de mare care ar putea cauza multe probleme unei persoane. De ce nu o simțim? Acest lucru se explică prin două motive: în primul rând, există și presiune internă în interiorul persoanei însăși, care contracarează presiune atmosferică, în al doilea rând, aerul, fiind un gaz, exercită presiune în toate direcțiile în mod egal, adică presiunile în toate direcțiile se echilibrează între ele.

DEFINIȚIE

Aerul atmosferic este un amestec de multe gaze. Aerul are o compoziție complexă. Componentele sale principale pot fi împărțite în trei grupe: constantă, variabilă și aleatorie. Primele includ oxigenul (conținutul de oxigen din aer este de aproximativ 21% în volum), azotul (aproximativ 86%) și așa-numitele gaze inerte (aproximativ 1%).

Conținutul componentelor este practic independent de unde din lume este prelevată proba de aer uscat. Al doilea grup include dioxid de carbon (0,02 - 0,04%) și vapori de apă (până la 3%). Conținutul de componente aleatoare depinde de condițiile locale: în apropierea uzinelor metalurgice, cantități vizibile de dioxid de sulf sunt adesea amestecate în aer, în locurile în care reziduurile organice se descompun - amoniac etc. Pe lângă diverse gaze, aerul conține întotdeauna mai mult sau mai puțin praf.

Densitatea aerului este o valoare egală cu masa de gaz din atmosfera Pământului împărțită la o unitate de volum. Depinde de presiune, temperatură și umiditate. Există o valoare standard pentru densitatea aerului - 1,225 kg/m3, corespunzătoare densității aerului uscat la o temperatură de 15 o C și o presiune de 101330 Pa.

Cunoscând din experiență masa unui litru de aer în condiții normale (1,293 g), putem calcula greutatea moleculară pe care ar avea aerul dacă ar fi un gaz individual. Deoarece o moleculă gram din orice gaz ocupă un volum de 22,4 litri în condiții normale, greutatea moleculară medie a aerului este egală cu

22,4 × 1,293 = 29.

Acest număr - 29 - trebuie reținut: știind-l, este ușor să calculați densitatea oricărui gaz în raport cu aerul.

Densitatea aerului lichid

Când este suficient de răcit, aerul se transformă într-o stare lichidă. Aerul lichid poate fi stocat destul de mult timp în vase cu pereți dubli, din spațiul dintre care aerul este pompat pentru a reduce transferul de căldură. Vase similare sunt folosite, de exemplu, în termosuri.

Aerul lichid care se evaporă liber în condiții normale are o temperatură de aproximativ (-190 o C). Compoziția sa nu este constantă, deoarece azotul se evaporă mai ușor decât oxigenul. Pe măsură ce azotul este îndepărtat, culoarea aerului lichid se schimbă de la albăstrui la albastru deschis (culoarea oxigenului lichid).

În aerul lichid, alcoolul etilic, dietileterul și multe gaze se transformă ușor în solide. Dacă, de exemplu, dioxidul de carbon este trecut prin aer lichid, acesta se transformă în fulgi albi asemănători ca aspect. aspect la zăpadă. Mercurul scufundat în aer lichid devine dur și maleabil.

Multe substanțe răcite de aer lichid își schimbă dramatic proprietățile. Astfel, crăpătura și staniul devin atât de fragile încât se transformă cu ușurință în pulbere, un clopoțel de plumb emite un sunet clar, iar o minge de cauciuc înghețată se sparge dacă este scăpată pe podea.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Aer comprimat este aerul sub presiune mai mare decât presiunea atmosferică.

Aerul comprimat este un purtător de energie unic împreună cu electricitatea, gaz natural si apa. În mediile industriale, aerul comprimat este utilizat în principal pentru a acţiona dispozitive şi mecanisme acţionate pneumatic (acţionare pneumatică).

În viața de zi cu zi, de zi cu zi, practic nu observăm Aerul din jurul nostru. Cu toate acestea, de-a lungul istoriei omenirii, oamenii au folosit proprietăți unice aer. Invenția pânzei și a forjei, a morii de vânt și balon cu aer cald au devenit primii pași în utilizarea aerului ca purtător de energie.

Odată cu inventarea compresorului, a început epoca utilizării industriale a aerului comprimat. Și întrebarea: „ Ce este Aerul și ce proprietăți are? - a devenit departe de a fi inactiv.

Când începeți proiectarea unui nou sistem pneumatic sau modernizarea unuia existent, ar fi util să rețineți despre unele proprietăți ale aerului, termeni și unități de măsură.

Aerul este un amestec de gaze, constând în principal din azot și oxigen.

Masa molară medie relativă este -28,98. 10 -3 kg/mol

* Compoziția aerului poate varia. De obicei, în zonele industriale aerul conține