Удельный объем определяется как количество кубических метров, занятых одним килограммом иметь значение. Это отношение объема материала к его массачто совпадает с обратной величиной его плотность. Другими словами, удельный объем обратно пропорционален плотности. Удельный объем может быть рассчитан или измерен для любого состояния вещества, но он чаще всего используется в расчетах, включающих газов.
Стандартная единица измерения удельного объема - кубометры на килограмм (м3/ кг), хотя это может быть выражено в миллилитрах на грамм (мл / г) или кубических футах на фунт (футах)3/lb).
Внутренний и Интенсивный
«Конкретная» часть определенного объема означает, что он выражается в единицах массы. Это внутренняя собственность материи, что означает, что это не зависит от размера выборки. Точно так же удельный объем является интенсивным свойством материи это не зависит от того, сколько вещества существует или где оно было взято.
Определенные формулы объема
Для расчета удельного объема (ν) используются три общие формулы:
- ν = В / м где V - объем, а m - масса
- ν = 1 /ρ = ρ-1 где ρ - плотность
- ν = RT / PM = RT / P где R идеал газовая постояннаяТ - температура, Р - давление, а М - молярность
Второе уравнение обычно применяется к жидкостям и твердым веществам, потому что они относительно несжимаемы. Уравнение может использоваться при работе с газами, но плотность газа (и его удельный объем) может резко измениться с небольшим увеличением или снижением температуры.
Третье уравнение относится только к идеальные газы или к реальным газам при относительно низких температурах и давлениях, которые приближаются к идеальным газам.
Таблица общих значений удельного объема
Инженеры и ученые обычно ссылаются на таблицы конкретных значений объема. Эти репрезентативные значения для стандартной температуры и давления (STP), которая представляет собой температуру 0 ° C (273,15 К, 32 ° F) и давление 1 атм.
| вещество | плотность | Удельный объем |
|---|---|---|
| (Кг / м3) | (м3/kg) | |
| Воздуха | 1.225 | 0.78 |
| лед | 916.7 | 0.00109 |
| Вода (жидкость) | 1000 | 0.00100 |
| Соленая вода | 1030 | 0.00097 |
| Меркурий | 13546 | 0.00007 |
| R-22 * | 3.66 | 0.273 |
| аммоний | 0.769 | 1.30 |
| Углекислый газ | 1.977 | 0.506 |
| хлор | 2.994 | 0.334 |
| водород | 0.0899 | 11.12 |
| метан | 0.717 | 1.39 |
| азот | 1.25 | 0.799 |
| Стим* | 0.804 | 1.24 |
Вещества, отмеченные звездочкой (*), не указаны в STP.
Поскольку материалы не всегда находятся в стандартных условиях, существуют также таблицы для материалов, в которых перечислены конкретные значения объема в диапазоне температур и давлений. Вы можете найти подробные таблицы для воздуха и пара.
Использование определенного объема
Удельный объем чаще всего используется в инженерных и термодинамических расчетах для физики и химии. Он используется для прогнозирования поведения газов при изменении условий.
Рассмотрим воздухонепроницаемую камеру, содержащую заданное количество молекул:
- Если камера расширяется, а число молекул остается постоянным, плотность газа уменьшается, а удельный объем увеличивается.
- Если камера сжимается, а количество молекул остается постоянным, плотность газа увеличивается, а удельный объем уменьшается.
- Если объем камеры поддерживается постоянным, а некоторые молекулы удаляются, плотность уменьшается, а удельный объем увеличивается.
- Если объем камеры поддерживается постоянным во время добавления новых молекул, плотность увеличивается, а удельный объем уменьшается.
- Если плотность удваивается, его удельный объем уменьшается вдвое.
- Если удельный объем удваивается, плотность уменьшается вдвое.
Удельный объем и удельный вес
Если известны конкретные объемы двух веществ, эта информация может использоваться для расчета и сравнения их плотностей. Сравнение плотности урожая удельный вес ценности. Одно из применений удельного веса состоит в том, чтобы предсказать, будет ли вещество плавать или тонуть при помещении на другое вещество.
Например, если вещество А имеет удельный объем 0,358 см.3/ г и вещество B имеет удельный объем 0,374 см.3/ г, принимая обратное значение каждого значения даст плотность. Таким образом, плотность А составляет 2,79 г / см.3 и плотность B составляет 2,67 г / см.3. Удельный вес, сравнивая плотность A с B, составляет 1,04 или удельный вес B по сравнению с A составляет 0,95. A плотнее, чем B, поэтому A погрузится в B или B окажется на A.
Пример расчета
Известно, что давление образца пара составляет 2500 фунтов / дюйм2 при температуре 1960 г. Ранкина. Если газовая постоянная равна 0,596, каков удельный объем пара?
ν = RT / P
ν = (0,596) (1960) / (2500) = 0,467 в3/lb
источники
- Моран, Майкл (2014). Основы инженерной термодинамики8-е изд. Wiley. ISBN 978-1118412930.
- Сильверторн, Ди (2016). Физиология человека: комплексный подход. Пирсон. ISBN 978-0-321-55980-7.
- Walker, Jear (2010) l. Основы физики, 9-е изд. Холлидей. ISBN 978-0470469088.