kysymys

mikä on 1 kuutiojalka ilmaa?

kysyi: Jonathan
vastaus

lopullinen vastaus: 1 kuutiojalka ilmaa vakiolämpötilassa ja-paineessa olettaen keskimääräisen koostumuksen painavan noin 0,0807 lbs.

tällä ei ole täsmällistä tai välttämättä oikeaa vastausta, koska ilma on eri kaasujen komposiittiseos ja tämä seos voi muuttua valtavan määrän muuttujia vuoksi. Näistä muuttujista ja niiden vaikutuksesta ilmaan keskusteleminen on yksi meteorologian – sään tutkimuksen-perusteista.

mutta kun otetaan huomioon joitakin tietoja ja tehdään muutamia olettamuksia, voidaan päästä ratkaisuun, joka on luultavasti melko lähellä.

ensinnäkin on tiedettävä ilman koostumus. Mistä ilma on tehty ja kuinka paljon se on tehty. Nopea internethaku piipahti http://www.engineeringtoolbox.com/8_212.html, joka antaa meille jotain työstettävää. (Niille, jotka eivät tunne sivuston välimerkkejä, käytetään pilkkua”, ”jakson sijasta”.”desimaalin rajausmerkki). Tähän erittelyyn vaikuttaa itse asiassa suuresti se, missä päin maailmaa olemme ja kuinka paljon olemme merenpinnan yläpuolella ja muut tekijät. Oletamme keskimääräisen koostumuksen merenpinnan tasolla 0 celsiusasteessa, jota kutsutaan STP: ksi tai Standardilämpötilaksi ja-paineeksi.

syistä, joiden pitäisi selvitä hieman myöhemmin, tarvitsemme eri komponenttien tilavuuden, emme painoa. Tämä on ilman koostumus (KS.yllä oleva verkkosivu) tilavuuden mukaan:

happi: 20,99%
typpi: 78,03%
hiilidioksidi: 0,03%
vety: 0,00005%
Argon: 0,93%
Neon: 0.0018%
Helium: 0, 0005%
Krypton: 0, 0001%
Ksenon: 0.000009%

on siisti ominaisuus, joka koskee mitä tahansa kaasua, että 22.4 litraa sitä STP (standardilämpötila ja paine) sisältää 6.02214199 x10^23 molekyyliä mainitun kaasun. Tätä määrää (Avogadron lukua) kutsutaan mooliksi. Joten toinen tapa sanoa tämä on, että singe mooli kaasua STP täyttää 22,4 litraa.

erikoista moolissa on se, että jos meillä on molekyyli, voimme löytää kyseisen molekyylin molekyylipainon (jaksollisesta järjestelmästä) ja sen verran monta grammaa molekyylin mooli painaisi. Jos esimerkiksi etsisimme rautaa (Fe) jaksollisesta järjestelmästä, huomaisimme, että sen atomipaino on 55,845. Mooli rautaa on siis 55,845 grammaa.

1 kuutiojalan Pikamuunnoksella litroiksi saadaan 28,32 litraa. Palatessamme voimme ottaa tämän numeron huomataksemme, että 28.32 litraa kaasua STP: ssä tulee olemaan 1.26414494 moolia ilmaa. Hienoa, voimme nyt määrittää, kuinka monta moolia kutakin ainetta meillä on ilman prosentuaalisesta koostumuksesta. Nämä ovat tulokset (ja kummankin molekyylisymboli):

happi (O2): 0, 2653 moolia
typpi (N2): 0.9864 moolia
hiilidioksidi (CO2): 0, 0003792 moolia
vety (H2): 0, 0000006321 moolia
Argon (Ar): 0, 01176 moolia
Neon (Ne): 0, 00002275 moolia
Helium (He): 0, 000006321 moolia
krypton (KR): 0.000001264 moolia
ksenon (xe): 0.0000001138 moolia

tarkastelemalla jaksollisesta järjestelmästä edellä mainittujen molekyylien sisältämien atomien atomipainoa (esimerkiksi CO2, saisimme C: n painon ja lisäisimme siihen kaksi kertaa o: n painon) ja kertomalla näiden aineiden moolien määrällä saamme seuraavat painot aineille:

huomaa: pyöristysvirheiden ja niiden jälkeen nykyinen tarkkuutemme on sellainen,että mikä tahansa alle 0,01 g on merkityksetön ja olen jättänyt nuo numerot pois.

happi: 8,49 g
typpi: 27,63 g
hiilidioksidi: 0,02 g
Argon: 0,47 g

kun nämä numerot lasketaan yhteen (muista, että loppu oli merkityksetön), saadaan 36,61 g. muunnetaan kiloiksi (koska kysymys oli englanninkielisissä yksiköissä, oletan vastauksen olevan haluttu englanninkielisissä yksiköissä) saamme 0,0807 lbs.

LOPULLINEN VASTAUS: 1 kuutiojalka ilmaa vakiolämpötilassa ja-paineessa olettaen keskimääräisen koostumuksen painavan noin 0,0807 lbs.

vastasi: Richard Remer