întrebare
care este greutatea de 1 picior cub de aer?
întrebat de: Jonathan
răspuns
Răspuns FINAL: 1 picior cub de aer la temperatura și presiunea standard, presupunând că compoziția medie cântărește aproximativ 0,0807 lbs.
acesta nu are un răspuns exact sau neapărat corect, deoarece aerul este un amestec compozit de diferite gaze și acest amestec se poate schimba datorită unei cantități enorme de variabile. Discutarea acestor variabile și modul în care aceste variabile afectează aerul este unul dintre fundamentele meteorologiei – studiul vremii.
dar având în vedere unele date și făcând câteva presupuneri, putem ajunge la un răspuns care este probabil destul de aproape.
în primul rând, trebuie să cunoaștem compoziția aerului. Din ce este făcut aerul și din ce este făcut. A apărut o căutare rapidă pe internet http://www.engineeringtoolbox.com/8_212.html care ne oferă ceva cu care să lucrăm. (Pentru cei care nu sunt familiarizați cu punctuația site-ului, se folosește o virgulă „,” în locul unei perioade „.”o marcă de delimitare zecimală). Această defalcare este de fapt foarte afectată de locul în care ne aflăm în lume și de cât de departe suntem deasupra nivelului mării și de alți factori. Vom presupune compoziția medie la nivelul mării la 0 grade Celsius, cunoscută sub numele de STP sau temperatură și presiune Standard.
din motive care ar trebui să devină clare un pic mai târziu, avem nevoie de volumul diferitelor componente, nu de greutate. Aceasta este compoziția aerului (așa cum este citat de pe site-ul de mai sus) în volum:
oxigen: 20,99%
azot: 78,03%
dioxid de Carbon: 0,03%
hidrogen: 0,00005%
Argon: 0,93%
Neon: 0.0018%
heliu: 0,0005%
Kripton: 0,0001%
Xenon: 0.000009%
există o proprietate îngrijită care se aplică oricărui gaz pe care un 22,4 litri din acesta la STP (temperatură și presiune standard) conține 6,02214199 X10^23 molecule ale gazului menționat. Această sumă (numărul lui Avogadro) se numește aluniță. Deci, un alt mod de a spune acest lucru este că un mol singe de gaz la STP va umple 22,4 litri.
lucrul special despre o aluniță este că dacă avem o moleculă, putem găsi greutatea moleculară a moleculei (dintr-un tabel periodic) și asta este câte grame ar cântări un mol din moleculă. De exemplu, dacă ar fi să căutăm fierul (Fe) pe un tabel periodic, descoperim că greutatea sa atomică este de 55.845. Un mol de fier este, prin urmare, 55.845 grame.
conversia rapidă a 1 picior cub în litri ne oferă 28,32 litri. Revenind, putem lua acest număr pentru a afla că 28,32 litri de gaz la STP vor fi 1,26414494 moli de aer. Mare, acum putem determina câte moli din fiecare substanță particulară avem din compoziția procentuală a aerului. Acestea sunt rezultatele (și simbolul molecular pentru fiecare):
oxigen (O2): 0,2653 moli
azot (N2): 0.9864 moli
dioxid de Carbon (CO2): 0.0003792 moli
hidrogen (H2): 0.0000006321 moli
Argon (Ar): 0.01176 moli
Neon (Ne): 0.00002275 moli
heliu (He): 0.000006321 moli
Krypton (kr): 0.000001264 moli
xenon (xe): 0.0000001138 moli
privind în tabelul periodic greutatea atomică a atomilor constituenți în moleculele de mai sus (de exemplu CO2 am obține greutatea pentru C și am adăuga la ea de două ori greutatea o) și înmulțind cu numărul de moli pe care îi avem din aceste substanțe, vom obține următoarele greutăți pentru substanțele:
Notă: După erori de rotunjire și astfel, precizia noastră actuală este de așa natură încât orice mai puțin de 0,01 g este nesemnificativ și am lăsat acele numere afară.
oxigen: 8,49 g
azot: 27,63 g
dioxid de Carbon: 0,02 g
Argon: 0,47 g
adăugând aceste numere împreună (amintiți-vă că restul a fost nesemnificativ) obținem 36,61 G. convertirea în lire sterline (deoarece întrebarea era în unități englezești presupun că răspunsul este dorit în unități englezești) obținem 0.0807 kg.
RĂSPUNS FINAL: 1 picior cubic de aer la temperatura și presiunea standard, presupunând că compoziția medie cântărește aproximativ 0,0807 lbs.
răspuns de: Richard Remer