Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes luftvolumen

Mængden af ​​luft i to beholdere, selvom beholderne er af samme størrelse, kan være forskellige, hvis de opbevares under forskellige tryk eller temperaturer. For nøjagtigt at sammenligne mængden af ​​luft i en beholder med en anden, beregnes det luftmængde, der ville eksistere under en standard temperatur og tryk. Den ideelle gaslov er grundlaget for denne beregning. Flere forskellige standarder er i brug, såsom 0 grader Celsius og 100 kilopascals eller 60 grader Fahrenheit og 14.696 psi. Vælg de enheder, der er mest relevante for din situation. Ved at rapportere luftmængden ved standardtemperatur og tryk, eller STP, kan mængden af ​​luft i en beholder pålideligt sammenlignes på en række aktuelle forhold.

Vælg de standardbetingelser, der skal bruges i beregningerne. I USA måles tryk oftest i psi, men temperaturen kan måles med enten Celsius eller Fahrenheit. I dette eksempel anvendes standardbetingelser på 60 grader Fahrenheit og atmosfærisk tryk, 14.696 psi.

Brug et trykmåler og termometer til at måle de faktiske forhold i din luftprøve, så du ved, at tryk, temperatur og volumen af ​​luften. Denne beregning vil antage et tryk på 3000 psi, en temperatur på 75 grader Fahrenheit og en beholdervolumen på 0,4 kubikmeter.

Konverter din lydstyrke under faktiske forhold til, hvad volumenet ville være ved standardtrykket, forudsat at temperaturen forbliver konstant. Den ideelle gaslove, omlejret i en form, der kaldes Boyles lov, siger, at volumenet ved et nyt tryk er lig med det indledende tryk multipliceret med det indledende volumen og divideret med det nye tryk. Beregn det nye volumen ved at gange 3000 med 0,4, divider derefter resultatet med 14.696, hvilket giver et resultat af 81,7 kubikmeter standardluft ved den aktuelle temperatur på 75 grader Fahrenheit.

Konverter din lydstyrke til den aktuelle temperatur og standardtryk til, hvad volumenet ville være ved standardtemperaturen. Den ideelle gaslove, omarrangeret som Charles 'lov, siger, at volumenet ved en ny temperatur er lig med det oprindelige volumen divideret med den indledende temperatur og multipliceret med den nye temperatur. For at beregne luftmængden ved standardtemperatur og tryk dividerer du 81,7 med 75 og multiplicerer derefter resultatet med 60; Dette giver dig 65,3 kubikmeter luft ved standardtemperaturen og trykket på 60 grader Fahrenheit og 14.696 psi.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Se altid hvilken standard tryk og standard temperatur anvendes. Dette giver folk kig på dine mængder nok information til nemt at konvertere det pågældende volumen til en anden standard, hvis de har brug for.

Ægte gasser virker ikke ideelt ved højt tryk. For nøjagtigt at anvende den ideelle gaslov ved høje tryk, bør kompressibilitetsfaktorer anvendes, når de er kendt.