Что называется относительной плотностью

Химия. 10 класс

*§ 8-1. Закон Авогадро. Относительная плотность газов. Объёмная доля газа в смеси

Закон Авогадро. Относительная плотность газов. Объёмная доля газа в смеси

Как вам известно, вещества могут находиться в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Молекулы жидкости и твёрдого вещества располагаются близко друг к другу. Это возможно благодаря тому, что молекулы притягиваются друг к другу. То есть существуют силы, которые удерживают молекулы жидкости или твёрдого вещества вместе. Из курса химии 8-го класса вы знаете, что эти силы называются силами межмолекулярного взаимодействия. Молекулы газов находятся на значительно большем расстоянии друг от друга, чем в случае жидкостей и твёрдых веществ. На таком расстоянии молекулы практически не взаимодействуют друг с другом. Поэтому, чтобы превратить жидкость или твёрдое вещество в газ, необходимо преодолеть силы межмолекулярного взаимодействия, отдалив молекулы друг от друга.

Переход в газообразное состояние осуществляется в результате нагревания веществ, находящихся в твёрдом или жидком состоянии (кипение жидкостей, возгонка твёрдых веществ).

Так как расстояние между молекулами газов значительно больше размеров самих молекул, то объём, который занимает газ, — это, по существу, объём свободного пространства между хаотически движущимися молекулами газа. Величина этого пространства определяется условиями, при которых находится газ, т. е. температурой и давлением. Эта величина примерно одинакова для всех газов. При этом объёмом, занимаемым самими молекулами, можно пренебречь. Отсюда следует закон Авогадро — в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Интересно знать

Из закона Авогадро вытекают два основных следствия.

.

Таким образом, из закона Авогадро следует, что 22,4 дм 3 любого газа при нормальных условиях содержат 6,02 ∙ 10 23 молекул.

Второе следствие. Плотности газов относятся между собой как молярные массы газов.

Это видно из следующих соображений. Пусть имеется две порции различных газов. Рассчитаем их плотности:

газ 1: ;

газ 2: .

Разделив плотность первого газа на плотность второго, получим: .

Зная D и молярную массу одного газа, легко найти молярную массу другого газа:

Пример 1. Относительная плотность газа по водороду равна 8. Определите молярную массу газа.

Пример 2. Относительная плотность некоторого газообразного углеводорода по воздуху равна 2. Определите молярную массу углеводорода.

Средняя молярная масса воздуха равна 29 г/моль ;

Следует отметить, что газы с молярной массой меньше 29 легче воздуха, больше 29 — тяжелее.

В расчётных задачах могут быть даны относительные плотности неизвестного газа по азоту, кислороду и другим газам. В этом случае для нахождения молярной массы неизвестного газа необходимо умножить относительную плотность на молярную массу соответственно азота (28 г/моль ), кислорода (32 г/моль ) и т. д.

Закон Авогадро широко применяется в химических расчётах. Поскольку для газов объёмы пропорциональны количествам (моль) веществ, то коэффициенты в уравнении реакции между газообразными веществами, отражающие количественное соотношение реагирующих веществ, пропорциональны объёмам взаимодействующих газов. Очевидно, что объёмы должны быть измерены при одинаковых условиях.

Пример 3. Какой объём кислорода потребуется для сжигания 2 дм 3 пропана? Объёмы измерены при н. у.

Уравнение реакции горения пропана:

С₃Н₈ + 5О₂ 3СО₂ + 4Н₂О

2 дм 3 С₃Н₈ — 10 дм 3 О₂

Смеси газов

Состав смеси газов часто выражают в объёмных долях. Объёмная доля газа обозначается греческой буквой φ (фи) и равна отношению объёма данного газа к объёму смеси. Рассчитаем объёмную долю азота в полученной выше смеси газов:

φ = = 0,5, или 50 %.

Пример 4. В результате пропускания 150 дм 3 (н. у.) воздуха через избыток известковой воды выпало 0,201 г осадка. Найдите объёмную долю (%) углекислого газа в данном образце воздуха.

Уравнение реакции взаимодействия углекислого газа с известковой водой:

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃ + Н₂О

Найдём количество (моль) карбоната кальция, выпавшего в осадок (M(CaCO₃) = 100 г/моль ):

По уравнению реакции:

Рассчитаем объёмную долю углекислого газа в воздухе:

V(CO₂) = 0,00201 ∙ 22,4 = 0,045 дм 3 ;

φ(СО₂) = 0,045/150 = 0,0003, или 0,03 %.

Уравнение реакции взаимодействия водорода с хлором:

H₂ + Cl₂ 2HCl

Поскольку после взаимодействия осталось 10 см 3 хлора, то 40 см 3 исходной смеси прореагировало. Хлор и водород реагируют между собой в равных объёмных отношениях. Исходя из этих соображений, в реакцию вступили по 20 см 3 хлора и водорода. Поскольку осталось 10 см 3 хлора, то в первоначальной смеси было 20 см 3 водорода и 30 см 3 хлора.

Рассчитаем объёмные доли газов в исходной смеси:

φ(Cl₂) = 30/50 = 0,6, или 60 %.

Согласно закону Авогадро, в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое количество молекул.

Один моль любого газа при нормальных условиях (температура таяния льда, атмосферное давление) занимает объём

Плотности газов, измеренные при одинаковых условиях, относятся между собой как их молярные массы. Это отношение называется относительной плотностью одного газа по другому газу.

Объёмная доля газа в смеси равна отношению объёма данного газа к общему объёму смеси.

Источник

Плотность и относительная плотность 2021

Тела того же объема, которые состоят из разных суспензий, имеют разные массы. Масса и объем определяют физический размер, который называется плотностью, и характерен для каждого вещества.

Отношение массы и объема представляет собой постоянный размер, называемый плотностью.

Что такое плотность?

Если мы поместим алюминиевую плиту (в виде квадрата) с одной стороны шкалы баланса, а с другой, плитки из дерева того же объема, мы увидим, что их массы не совпадают. Алюминиевая плитка будет иметь большую массу. Причины того, что одинаковые объемы алюминия и дерева имеют разные массы, являются их плотностью. Чем больше масса тела (в том же объеме), тело будет иметь более высокую плотность. Плотность пропорциональна массе тела. В нашем эксперименте плотность алюминия выше.

Чтобы показать, насколько плотность зависит от объема тела, мы сообщим следующее: по обеим сторонам весов мы ставим лабораторное стекло. В одном из стаканов мы наливаем воду до отметки 100 мл, а в другой наполним песок, пока обработчик не достигнет нуля, пока мы не получим такую ​​же массу песка и воды.

Мы заметим, что объем песка меньше и может быть прочитан из стекла. Чем меньше объем (при одном и том же весе), плотность будет больше. Плотность обратно пропорциональна объему тела. Тело с меньшим объемом будет иметь более высокую плотность, если их массы одинаковы.

Что такое относительная плотность?

В практике также используется термин относительная плотность (относительная плотность представляет собой отношение плотности этого вещества при определенной температуре, к плотности воды при той же или некоторой другой температуре) (d = ρ / ρ₀). Определение относительной плотности проводят путем определения отношения массы к определенному объему испытываемого раствора и массы того же объема воды при температуре 20 ° С. Относительная плотность безразмерна. Плотность и относительную плотность при 20 ° C измеряют на экспериментальной выборке с использованием эталонного метода (пикометрии) или обычного метода (гидрометрия или денситометрия с использованием гидростатического масштаба).

Разница между плотностью и относительной плотностью

1. Определение плотности и относительной плотности

Плотность относительно относительной плотности

плотность

Относительная плотность

Соотношение массы и объема

Соотношение плотности вещества и плотности эталонного вещества (обычно вода при

(также широко используется)

Не имеет единицы (безразмерных)

Также рассматривается как удельный вес

Также рассматривается как удельный вес

Уникально для каждого тела

Относительная плотность может быть найдена по сравнению с многочисленными другими справочными органами

Источник

Относительная плотность: расчет, примеры, упражнения

Содержание:

В Относительная плотность Это безразмерное соотношение, которое существует между плотностью вещества и другого эталонного вещества, которым обычно является вода при температуре 4 ° C (39,2 ° F) для жидкостей и твердых веществ, в то время как для газов используется сухой воздух.

В некоторых текстах его также называют удельный вес (дословный перевод удельный вес на английском языке), но это та же концепция. Обе плотности должны быть в одной системе единиц и измерены при одинаковых условиях давления и температуры.

Относительная плотность рассчитывается математически следующим образом:

Относительная плотность = плотность материала / плотность воды

Хотя плотность любого вещества зависит от давления и температурных условий, в которых оно измеряется, особенно когда речь идет о газах, относительная плотность является очень полезным понятием для быстрой характеристики различных материалов.

По относительной плотности вещества сразу становится известно, насколько оно легкое или тяжелое по отношению к воде, универсальному веществу.

Кроме того, относительную плотность легко запомнить, поскольку она измеряется небольшими и простыми в обращении числами, как будет показано в следующем разделе, в котором упоминаются значения относительной плотности для некоторых известных веществ.

Примеры

Относительная плотность воды, очевидно, равна 1, поскольку, как сказано в начале, это эталон для жидкостей и твердых тел. Такие жидкости, как кофе, молоко или безалкогольные напитки, имеют относительную плотность, очень близкую к плотности воды.

Что касается масел, не существует единого значения относительной плотности, применимого ко всем, поскольку оно зависит от их происхождения, состава и обработки. Большинство относительных плотностей масел находятся в диапазоне от 0,7 до 0,95.

Газы намного легче, поэтому во многих приложениях за основу берется плотность воздуха, т.е. относительная плотность показывает, насколько легким или тяжелым газ по сравнению с воздухом. По сравнению с водой, относительная плотность воздуха составляет 0,0013.

Давайте посмотрим на некоторые значения относительной плотности известных веществ и материалов.

Относительная плотность некоторых известных веществ

— Человеческое тело: 1.07.

Значение относительной плотности дает немедленную информацию о том, плавает ли вещество или материал в воде или, наоборот, тонет.

Ввиду этого слой масла останется поверх слоя воды, поскольку почти все масла имеют более низкий удельный вес, чем эта жидкость. У деревянного куба в воде может быть часть, как у льда.

Разница с абсолютной плотностью

Из-за взаимосвязи объема с температурой и давлением значения плотности в таблицах обычно указываются при атмосферном давлении и в определенных диапазонах температур.

Несмотря на то, что его значение подвержено этим колебаниям, это очень подходящая величина для определения поведения веществ, особенно в средах, считающихся непрерывными.

Разница с относительной плотностью состоит в том, что абсолютная плотность действительно имеет размеры, и в этом случае ее значения зависят от выбранной системы единиц. Таким образом, плотность воды при температуре 4º C составляет:

ρ_вода = 1 г / см 3 = 1000 кг / м 3 = 1,94 пули / фут 3

Решенные упражнения

-Упражнение 1

Найдите объем, занимаемый 16 граммами масла с удельным весом 0,8.

Решение

Сначала находим абсолютную плотность ρ_масло масла. Обозначая как s_грамм его относительная плотность составляет:

Для плотности воды будет использоваться значение, указанное в предыдущем разделе. Когда относительная плотность известна, абсолютная плотность немедленно восстанавливается путем умножения этого значения на плотность воды. Так:

Плотность материала = Относительная плотность x Плотность воды (при нормальных условиях).

Следовательно, для масла в этом примере:

ρ_масло = 0,8 х 1 г / см 3 = 0,8 г / см 3

V = м / р = 16 г / 0,8 г / см 3 = 20 см 3

-Упражнение 2.

Решение

Значение плотности воды будет использовано как 1000 кг / м3. 3 :

ρ_рок = 2,32 x 1000 кг / м 3 = 2,32 х 10 3 Кг / м 3

Масса м камня в килограммах:

Вес в единицах технической системы составляет 0,33 Килограмм-сила. Если это предпочтительнее в международной системе, то единицей измерения является Ньютон, для которого масса умножается на значение g, ускорение свободного падения.

P = м. g = 0,33 кг. 9,8 м / с 2 = 3,23 Н.

-Упражнение 3.

Для определения плотности неизвестной жидкости в лаборатории использовалась следующая процедура:

— Пустой пикнометр был взвешен, и показание составило 26,038 г.

— Затем пикнометр был наполнен водой при 20º C (плотность воды 0,99823 г / см3) и взвешен, получив значение 35,966 г.

— Наконец, пикнометр, заполненный неизвестной жидкостью, был взвешен, и полученное значение составило 37 791 г.

Его просят вывести выражение для расчета плотности жидкости и применить его к полученным данным.

Решение

Масса воды и жидкости определяется путем вычитания полного показания пикнометра из пустого пикнометра:

Наконец, он подставляется в выведенное выражение:

ρ_{жидкость} = (11 753 г / 9 928 г). 0,99823 г / см = 1,182 г / см.

Ссылки

Фактические науки: характеристика, объект исследования, примеры

Источник

Плотность

Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму. Более строгое определение плотности требует уточнение формулировки:

Содержание

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.

Для сыпучих и пористых тел различают:

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Формула нахождения плотности

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:

где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

Плотность тела в точке записывается как тогда масса неоднородного тела (тела с плотностью, зависящей от места) рассчитывается как

Зависимость плотности от температуры

Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого числа.

При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Правда, вода является исключением из этого правила, её плотность при затвердевании уменьшается.

Диапазон плотностей в природе

Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

Плотности астрономических объектов

Средние плотности планет Солнечной системы и Солнца:

Источник

Разница между относительной плотностью и плотностью

Содержание:

Относительная плотность против плотности

Плотность

Когда твердый объект помещен в жидкость, он будет плавать, если твердое тело имеет меньшую плотность, чем жидкость. Это причина того, что лед плавает на воде. Если две жидкости (которые не смешиваются друг с другом) с разной плотностью соединяются вместе, жидкость с меньшей плотностью плавает на жидкости с более высокой плотностью.

В некоторых конкретных приложениях плотность определяется как масса / объем. Это называется удельным весом, и в этом случае единицы измерения должны быть ньютонами на кубический метр.

Относительная плотность

Также относительная плотность не зависит от измеряемого количества, а значит, интенсивное свойство. Например, относительная плотность стали составляет 7,82, когда стандартным материалом является вода при температуре 4 градуса Цельсия и атмосферном давлении. Поскольку плотность зависит от температуры и давления, эти два параметра должны быть заданы, чтобы измерение было значимым. Если относительная плотность материала меньше единицы (по отношению к воде), он плавает по воде.

Разница между относительной плотностью и плотностью

1. И плотность, и относительная плотность измеряют количество вещества, доступного в единице объема.

2. Плотность измеряет прямое физическое свойство, хотя относительная плотность говорит о плотности материала относительно другого материала.

3. Плотность имеет размеры и единицы измерения, тогда как относительная плотность безразмерна и не имеет единиц измерения.

4. Объект в определенных условиях может иметь только одну плотность, хотя он может иметь много относительных плотностей по отношению к различным стандартным материалам.

Источник