Відносна щільність газу

Відносна щільність газу


Відносна щільність газу - порівняння відносної молекулярної або молярної маси одного газу з таким же показником іншого газу. Як правило, він визначається по відношенню до найлегшого газу - водню. Також часто гази порівнюють з повітрям.


Щоб показати, який газ вибирається для порівняння, перед символом відносної щільності досліджуваного додають індекс, а саму назву записують у дужках. Наприклад, DH2 (SO2). Це означає, що щільність оксиду сірки була розрахована по водню. Читається це як «щільність оксиду сірки по водню».

Щоб розрахувати щільність газу по водню, необхідно за допомогою періодичної таблиці визначити молярні маси досліджуваного газу і водню. Якщо це хлор і водень, то показники будуть виглядати так: M (Cl2) = 71 г/моль і M (H2) = 2 г/моль. Якщо щільність водню розділити на щільність хлору (71:2), в результаті вийде 35,5. Тобто хлор у 35,5 разів важчий, ніж водень.

Відносна щільність газу від зовнішніх умов ніяк не залежить. Це пояснюється загальними законами стану газів, які зводяться до того, що зміна температури і тиску не призводить до зміни їх обсягу. При будь-яких змінах цих показників вимірювання виробляються абсолютно однаково.

Для визначення щільності газу досвідченим шляхом знадобиться колба, куди його можна буде помістити. Колбу з газом необхідно зважити двічі: перший раз - відкачавши з неї все повітря; другий - наповнивши її досліджуваним газом. Також заздалегідь необхідно виміряти об'єм колби.

Спочатку потрібно розрахувати різність мас і розділити її на значення об'єму колби. В результаті вийде щільність газу за заданими умовами. За допомогою рівняння стану можна вирахувати потрібний показник при нормальних або ідеальних умовах.

Дізнатися щільність деяких газів можна за зведеною таблицею, в якій є готові відомості. Якщо газ занесено в таблицю, то брати цю інформацію можна без будь-яких додаткових розрахунків і використання формул. Наприклад, щільність пара води можна дізнатися по таблиці властивостей води (Довідник Рівкіна С.Л. та ін.), її електронному аналогу або за допомогою програм типу WaterSteamPro та інших.

Однак у різних рідин рівновага з пором настає при різній щільності останнього. Це пояснюється відмінністю сил міжмолекулярної взаємодії. Чим вище воно, тим швидше настане рівновага (наприклад, ртуть). У летючих рідин (наприклад, ефір) рівновага може настати лише при значній щільності пара.

Щільність різних природних газів варіюється від 0,72 до 2,00 кг/м3 і вище, відносна - від 0,6 до 1,5 і вище. Найвища щільність у газів з найбільшим вмістом важких вуглеводнів H2S, SO2 і N2, найнижча - у сухих метанових.

Властивості природного газу визначаються його складом, температурою, тиском і щільністю. Останній показник визначається лабораторним шляхом. Він залежить від усіх вищеназваних. Визначити його щільність можна різними методами. Найточніший - зважування на точних вагах у тонкостінному скляному балоні.

Щільність повітря більша за цей же показник природних газів. У практиці приймають це співвідношення як 0,6:1. Статичний тиск повітря зменшується швидше порівняно з газом. При тиску до 100 МПа щільність природного газу здатна перевищувати 0,35 г/см3.

Встановлено, що збільшення щільності природного газу може супроводжуватися збільшенням температури гідратоутворення. Природний газ низької щільності утворює гідрати при вищій температурі порівняно з газами з підвищеною щільністю.

У газовій промисловості вимірювачі щільності тільки починають використовуватися і залишається ще багато питань, які пов'язані з особливостями їх експлуатації та перевірки.



Матеріали по темі