تعیین دانسیته هوا

دانسیته عبارتست از نسبت جرم یک ماده به حجم آن در دمای مشخص و فشار 1 اتمسفرکه آنرا با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/V یا D=m/V بدست می‌آید. در این رابطه D یا ρ چگالی ماده ، m جرم جسم و V حجم اشغال شده توسط آن ماده می‌باشد.


دانسیته نسبی: دانسیته نسبی یا چگالی عبارت است از نسبت جرم واحد حجم ماده مورد نظر در دمای معین به آب خالص در یک دمای مرجع. دمای آب مرجع 4oC در نظر گرفته میشود، دمایی که در آن دانسیته نسبی و دانسیته واقعی آب برابر است و آب دراین شرایط بیشترین دانسیته را دارا ست. 

تئوری :

دانسیته عبارتست از نسبت جرم یک ماده به حجم آن در دمای مشخص و فشار 1 اتمسفرکه آنرا با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/V یا D=m/V بدست می‌آید. در این رابطه D یا ρ چگالی ماده ، m جرم جسم و V حجم اشغال شده توسط آن ماده می‌باشد.



دانسیته نسبی:

(Relative Density) دانسیته نسبی یا چگالی عبارت است از نسبت جرم واحد حجم ماده مورد نظر در دمای معین به آب خالص در یک دمای مرجع. دمای آب مرجع 4oC در نظر گرفته میشود، دمایی که در آن دانسیته نسبی و دانسیته واقعی آب برابر است و آب دراین شرایط بیشترین دانسیته را دارا ست.(d=0.999972 gr/cc)

دانسیته نسبی یک گاز عبارت است از نسبت جرم حجمی گاز مورد نظر در دمای معین به دانسیته هوا در شرایط استاندارد(STP). شرایط STP برای گازها عبارت است از دمای 0oC و فشار 1.00atm فقط در صنایع گاز طبیعی شرایط استاندارد برای گاز را فشار 1atm و دمای 15oC در نظر میگیرند.

واحدها ی دانسیته:

عمومی ترین واحدهای بیان دانسیته lbm/ft3 lbm/gal gr/Cm3 kg/m3 می باشند.



طریقه اندازه گیری مایعات:

برای اندازه‌گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه‌گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه‌گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای بدست آوردن حجم یک مکعب ، اندازه یک ضلع آن را به توان 3 می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول ، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد، اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه‌گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک‌تک مواد را اندازه‌گیری نموده و مشخص نماییم.



نظریه جنبشی گازها

نظریه جنبشی گازها ، الگویی برای تبیین نظم و ترتیب مشاهده شده در رفتار تمام گازها به دست می دهد . در 1738 میلادی ، دانیل برنولی قانون بویل را با این فرض که فشار گاز نتیجه برخورد مولکول های گاز با دیواره ی ظرف است ، تبیین کرد . توضیح برنولی ، اولین و ساده ترین تفسیر جنبه های کلیدی نظریه جنبشی است . این نظریه در اواسط سدۀ نوزدهم توسط بسیاری از دانشمندان ، به ویژه کرونیگ ، کلازیوس ، ماکسول و بولتزمان مورد توجه قرار گرفت و گسترش داده شد .

نظریه جنبشی گازها ، شامل پذیره های زیر است :

آ:گاز ها از مولکول هایی که در فضا کاملا از همدیگر جدا هستند ، تشکیل یافته اند . حجم واقعی هر یک از مولکولها در مقایسه با حجم کل گاز ، ناچیز است . واژۀ مولکول در این جا برای مشخص کردن کوچک ترین ذره هر گاز به کار می رود ; برخی از گاز ها ( مثلا گازهای نجیب ) شامل اتم های ترکیب نشده اند .

ب: مولکول های گاز در حرکت مستقیم الخط ، سریع ، و مداوم هستند ; با یکدیگر و با دیوارۀ ظرف برخورد می کنند . گرچه در این برخورد ها ممکن است انرژی از یک مولکول به مولکول دیگر منتقل شود ، ولی انرژی جنبشی ( انرژی حرکت ) از میان نمی رود .

پ:انرژی جنبشی میانگین مولکول های یک گاز به دما بستگی دارد ; با افزایش دما ، زیاد می شود . در یک دمای معیین ، مولکول های تمام گاز ها دارای انرژی جنبشی میانگین یکسان هستند .

نیروی جاذبۀ بین مولکول های گاز ، ناچیز و قابل چشم پوشی است .

قوانین گاز ها را بر اساس نظریه جنبشی می توان تبیین کرد . قانون بویل را در نظر بگیرید . بر اساس نظریه جنبشی ، فشار گاز ناشی از برخورد های مولکولی با دیواره ظرف است . اگر تعداد مولکول ها در واحد حجم ( غلظت مولکولی ) افزایش یابد ، فشار نیز به علت افزایش تعداد برخورد ها در واحد زمان ، بالا خواهد رفت . کاهش حجم یک گاز باعث تجمع مولکول ها در فضای کوچک تری خواهد شد ; غلظت مولکولی افزایش خواهد یافت و فشار نیز متناسب با آن ، بالا خواهد رفت .

قانون شارل و قانون آمونتون ، خواص گاز ها را به تغییرات دما مربوط می سازد . انرژی جنبشی میانگین مولکول های ، به طور نظری ، صفر است ; مولکول ها بی حرکت اند . چون حجم مولکول های یک گاز ایده آل قابل صرف نظر کردن است ، حجم یک گاز ایده آل در دمای مطلق نیز ، به طور نظری ، صفر است .افزایش دما ، حرکت سریع مولکول ها را سبب می شود . برخورد مولکول های گاز با دیوارۀ ظرف ، شدید تر و بیشتر میشود . در نتیجه فشار به شیوه ای که قانون آمونتون پیش بینی می کند ، بالا می رود .فشار گازی که گرما به آن داده می شود ، در صورتی ثابت می ماند که حجم آن افزایش یابد . افزایش حجم ، سبب کاهش تعداد برخورد های مولکول ها با دیواره ظرف در واحد زمان می شود و به این ترتیب فشار را ثابت نگه می دارد . به این ترتیب کاهش تعداد برخورد ها با افزایش شدت برخورد ها جبران می شود . قانون شارل بیانگر این وضعیت است .





ابزار ومواد لازم

بالن، درپوش لوله دار، گیره، استوانه مدرج، ترازو، آب



شرح آزمایش

در این آزمایش ابتدا بالن را پر از آب کرده سپس درپوش لوله دار را روی آن می گذاریم و مقدار اضافی آب بیرون می ریزد. آب درون بالن را در استوانه مدرج ریخته و حجم آن را اندازه می گیریم.

سپس cc50 آب را با استوانه مدرج برداشته و درون بالن می ریزیم و بالن را به همراه درپوش لوله دار و گیره، وزن می کنیم.

سپس بالن حاوی cc50 آب را حرارت داده تا بخار به صورت مداوم از درپوش لوله دار خارج شود، سپس در این هنگام لوله را مسدود کرده و حرارت دادن را قطع کرده (بعد از خنک شدن درون بالن خلاء ایجاد می شود) و بالن را وزن می کنیم.

سپس گیره را باز می کنیم و مجددا" بالن و گیره را با هم وزن می کنیم (این مرحله همراه با وزن هوا می باشد. )

هم اکنون دو وزن بدست آمده را از هم کم می کنیم تا وزن هوا بدست آید. m1 m2 -

سپس حجم آب درون بالن را پس از آزمایش و انجام عملیات ذکر شده، توسط استوانه مدرج اندازه گیری می کنیم و از حجم اولیه کم می کنیم و در نهایت با استفاده از رابطه ی نسبت جرم به حجم، دانسیته یا چگالی هوا را بدست می آوریم.



محاسبات



(وزن بالن + 50 سی سی آب + درپوش و گیره) = 187.16 gr



( وزن بالن + درپوش و گیره در حالت خلاء) m1 =231.43 gr

( وزن بالن + درپوش و گیره + هوا ) m2 =231.67 gr



m(هوا) =231.67 – 231.43 = 0.24 gr



(حجم آب در بالن پر) V1 = 337 cc

V(هوا) = 337 – 46 = 291 cc

(حجم آب پس از آزمایش) V2 = 46 cc



ρ= m/V ρ= 0.24 / 291 = 0.000824 gr/cc

حجم فایل : 15 کیلو بایت | فرمت فایل : Doc | زبان : فارسی

لینک دانلود | پسورد فایل : kimiagari.ir