Vraag
Wat is het gewicht van 1 kubieke voet lucht?
gevraagd door: Jonathan
antwoord
definitief antwoord: 1 kubieke voet lucht bij standaard temperatuur en druk uitgaande van een gemiddelde samenstelling weegt ongeveer 0,0807 lbs.
deze heeft geen exact Of noodzakelijkerwijs correct antwoord, aangezien lucht een samengesteld mengsel van verschillende gassen is en dit mengsel kan veranderen door een enorme hoeveelheid variabelen. Het bespreken van deze variabelen en hoe deze variabelen de lucht beïnvloeden is een van de fundamenten van de meteorologie – de studie van het weer.
maar gegeven enkele gegevens en een paar veronderstellingen kunnen we tot een antwoord komen dat waarschijnlijk vrij dichtbij is.
Allereerst moeten we de samenstelling van lucht kennen. Wat is LUCHT Gemaakt van en hoeveel is het gemaakt van. Een snelle internet zoekopdracht verscheen http://www.engineeringtoolbox.com/8_212.html wat ons iets geeft om mee te werken. (Voor degenen die niet bekend zijn met de interpunctie van de site, wordt een komma “,” gebruikt in plaats van een punt “.”een decimaalteken). Deze verdeling wordt in feite sterk beïnvloed door waar we zijn in de wereld en hoe ver we boven de zeespiegel en andere factoren. We gaan uit van een gemiddelde samenstelling op zeeniveau bij 0 graden Celsius, die bekend staat als STP of standaard Temperatuur en druk.
om redenen die even later duidelijk zouden worden, hebben we het volume van de verschillende componenten nodig, niet het gewicht. Dit is de samenstelling van lucht (zoals hierboven vermeld op de website) naar volume:
zuurstof: 20,99%
stikstof: 78,03%
kooldioxide: 0,03%
waterstof: 0,00005%
Argon: 0,93%
Neon: 0.0018%
Helium: 0,0005%
Krypton: 0,0001%
Xenon: 0.000009%
er is een nette eigenschap die van toepassing is op elk gas dat een 22,4 liter van het bij STP (Standaard temperatuur en druk) bevat 6.02214199 x10^23 moleculen van genoemd gas. Dit bedrag (Avogadro ‘ s nummer) wordt een mol genoemd. Dus een andere manier om dit te zeggen is dat een singe mol van gas bij STP 22,4 liter zal vullen.
het bijzondere aan een mol is dat als we een molecuul hebben, we het molecuulgewicht van dat molecuul kunnen vinden (uit een periodiek systeem) en dat is hoeveel gram een mol van het molecuul zou wegen. Als we bijvoorbeeld ijzer (Fe) zouden opzoeken op een periodiek systeem, dan vinden we dat het atoomgewicht 55.845 is. Een mol ijzer is dus 55,845 gram.
snelle conversie van 1 kubieke voet naar liter geeft ons 28,32 liter. Teruggaand kunnen we dit nummer Nemen om uit te vinden dat 28,32 liter gas bij STP 1,26414494 mol lucht zal zijn. Geweldig, we kunnen nu bepalen hoeveel mol van elke specifieke stof we hebben van de procentuele samenstelling van de lucht. Dit zijn de resultaten (en het moleculaire symbool voor elk):
Zuurstof (O2): 0,2653 mol
stikstof (N2): 0.9864 mollen
Koolstofdioxide (CO2): 0.0003792 mollen
Waterstof (H2): 0.0000006321 mollen
Argon (Ar): 0.01176 mollen
Neon (Ne): 0.00002275 mollen
Helium (he): 0.000006321 mollen
Krypton (Kr): 0.000001264 mollen
Xenon (Xe): 0.0000001138 mollen
Door te kijken op de periodieke tabel voor het atoomgewicht van de samenstellende atomen in het bovenstaande moleculen (bijvoorbeeld CO2 die we zouden krijgen van het gewicht voor C en toe te voegen, twee keer het gewicht van O) en dit te vermenigvuldigen met het aantal moedervlekken hebben we van deze stoffen, dan krijgen we de volgende gewichten voor de stoffen:
opmerking: na afrondingsfouten en dergelijke is onze huidige nauwkeurigheid zodanig dat iets minder dan 0,01 g onbelangrijk is en ik heb die getallen weggelaten.
zuurstof: 8,49 g
stikstof: 27,63 g
koolstofdioxide: 0,02 g
Argon: 0,47 g
deze getallen bij elkaar optellen (vergeet niet dat de rest onbelangrijk was) krijgen we 36,61 g. omgerekend naar Pond (aangezien de vraag in Engelse eenheden was, neem ik aan dat het antwoord in Engelse eenheden gewenst is) krijgen we 0,0807 lbs.
DEFINITIEF ANTWOORD: 1 kubieke voet lucht bij standaard temperatuur en druk uitgaande van de gemiddelde samenstelling weegt ongeveer 0,0807 lbs.
beantwoord door: Richard Remer