Khí tự nhiên là hỗn hợp chủ yếu là các khí hydrocarbon nằm trong lòng đất dưới dạng các mỏ và mỏ riêng lẻ, cũng như ở dạng hòa tan trong các mỏ dầu hoặc ở dạng được gọi là "nắp khí". Các tính chất vật lý và hóa học chính của khí tự nhiên là:

Mật độ của chất khí là khối lượng của một chất trên một đơn vị thể tích - g/cm3. Đối với các mục đích thực tế, mật độ tương đối của khí so với không khí được sử dụng, tức là tỷ lệ mật độ khí với mật độ không khí. Nói cách khác, đây là dấu hiệu cho thấy chất khí nhẹ hơn hoặc nặng hơn không khí bao nhiêu:

trong đó ρ ở điều kiện tiêu chuẩn bằng 1,293 kg/m 3 ;

Mật độ tương đối của metan là 0,554, etan – 1,05, propan – 1,55. Đó là lý do tại sao khí gia dụng (propan) trong trường hợp rò rỉ sẽ tích tụ trong tầng hầm của các ngôi nhà, tạo thành hỗn hợp dễ nổ ở đó.

Nhiệt đốt cháy

Nhiệt đốt cháy hay nhiệt trị là lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 m 3 khí. Trung bình là 35160 kJ/m3 (kilojoules trên 1 m3).

Độ hòa tan khí

Độ hòa tan trong dầu

Độ hòa tan của khí trong dầu phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần của dầu, khí. Khi áp suất tăng thì độ hòa tan của khí cũng tăng. Khi nhiệt độ tăng, độ hòa tan của khí giảm. Các khí có trọng lượng phân tử thấp khó hòa tan trong dầu hơn các chất béo hơn.

Với mật độ dầu ngày càng tăng, tức là Khi hàm lượng các hợp chất phân tử cao trong nó tăng lên thì độ hòa tan của khí trong đó giảm đi.

Một chỉ số về độ hòa tan của khí trong dầu là hệ số khí - G, biểu thị lượng khí có trong 1 m 3 (hoặc 1 tấn) dầu đã khử khí. Nó được đo bằng m 3 /m 3 hoặc m 3 /t.

Theo chỉ số này, tiền gửi được chia thành:

1) dầu - G<650 м 3 /м 3 ;

2) dầu có nắp xăng - G- 650 - 900 m 3 / m 3;

3) khí ngưng tụ - G>900 m 3 /m 3.

Độ hòa tan của nước trong khí nén

Nước hòa tan trong khí nén ở áp suất cao. Áp suất này giúp nước có thể di chuyển ở độ sâu không chỉ ở dạng lỏng mà còn ở pha khí, điều này đảm bảo khả năng di chuyển và thấm qua đá cao hơn. Khi độ khoáng hóa của nước tăng lên, độ hòa tan của nó trong khí giảm.

Độ hòa tan của hydrocarbon lỏng trong khí nén

Hydrocacbon lỏng hòa tan tốt trong khí nén, tạo ra hỗn hợp khí-ngưng tụ. Điều này tạo ra khả năng di chuyển (di chuyển) hydrocarbon lỏng trong pha khí, tạo ra quá trình di chuyển dễ dàng hơn và nhanh hơn trong khối đá.

Khi áp suất và nhiệt độ ngày càng tăng, độ hòa tan của hydrocacbon lỏng trong khí tăng lên.

Khả năng nén

Khả năng nén của khí chứa là một tính chất rất quan trọng của khí tự nhiên. Thể tích khí trong điều kiện hồ chứa nhỏ hơn 2 bậc (tức là khoảng 100 lần) so với thể tích của nó trong điều kiện tiêu chuẩn trên bề mặt trái đất. Điều này xảy ra vì khí có độ nén cao ở áp suất và nhiệt độ cao.

Mức độ nén được thể hiện thông qua hệ số thể tích của khí vỉa, biểu thị tỷ số giữa thể tích khí trong điều kiện vỉa với thể tích của cùng một lượng khí trong điều kiện khí quyển.

Sự hình thành ngưng tụ có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng nén khí và độ hòa tan của hydrocacbon lỏng trong đó. Trong điều kiện vỉa chứa, với áp suất ngày càng tăng, các thành phần chất lỏng chuyển sang trạng thái khí, tạo thành “dầu hòa tan trong khí” hoặc khí ngưng tụ. Khi áp suất giảm, quá trình diễn ra theo hướng ngược lại, tức là. Sự ngưng tụ một phần khí (hoặc hơi) xảy ra ở trạng thái lỏng. Vì vậy, khi khí sinh ra, chất ngưng tụ cũng được đưa lên bề mặt.

hệ số ngưng tụ

Hệ số ngưng tụ - CF - là lượng ngưng tụ thô tính bằng cm 3 trên 1 m3 khí tách.

Có sự khác biệt giữa ngưng tụ ướt và ngưng tụ ổn định. Nước ngưng thô là pha lỏng trong đó các thành phần khí được hòa tan.

Nước ngưng ổn định thu được từ nước ngưng thô bằng cách khử khí. Nó chỉ bao gồm các hydrocacbon lỏng - pentane và các chất cao hơn.

Trong điều kiện tiêu chuẩn, chất ngưng tụ khí là chất lỏng không màu, có khối lượng riêng 0,625 - 0,825 g/cm 3 với nhiệt độ sôi ban đầu từ 24 0 C đến 92 0 C. Hầu hết các phân đoạn đều có nhiệt độ sôi lên tới 250 0 C.

Hướng dẫn

Để giải quyết vấn đề, cần sử dụng các công thức về mật độ tương đối:

Đầu tiên, tìm trọng lượng phân tử tương đối của amoniac, có thể tính được từ bảng D.I. Mendeleev.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, do đó
Ông (NH3) = 14 + 3 = 17

Thay thế dữ liệu thu được vào công thức để xác định mật độ tương đối trong không khí:
D (không khí) = Mr (amoniac) / Mr (không khí);
D (không khí) = Mr (amoniac) / 29;
D (không khí) = 17/29 = 0,59.

Ví dụ số 2. Tính khối lượng riêng tương đối của amoniac và hydro.

Thay thế dữ liệu vào công thức để xác định mật độ tương đối của hydro:
D (hydro) = Mr (amoniac) / Mr (hydro);
D (hydro) = Mr (amoniac)/ 2;
D (hydro) = 17/ 2 = 8,5.

Hydro (từ tiếng Latin “Hydrogenium” - “tạo ra nước”) là nguyên tố đầu tiên của bảng tuần hoàn. Phân bố rộng rãi, nó tồn tại dưới dạng ba đồng vị - protium, deuterium và tritium. Hydro là chất khí nhẹ, không màu (nhẹ hơn không khí 14,5 lần). Khi trộn với không khí và oxy, nó rất dễ nổ. Được sử dụng trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, cũng như làm nhiên liệu tên lửa. Nghiên cứu đang được tiến hành về khả năng sử dụng hydro làm nhiên liệu cho động cơ ô tô. Tỉ trọng hydro(giống như bất kỳ loại khí nào khác) có thể được xác định theo nhiều cách khác nhau.

Hướng dẫn

Thứ nhất, dựa trên định nghĩa phổ quát về mật độ - lượng chất trên một đơn vị thể tích. Nếu đựng trong bình kín thì khối lượng riêng của khí được xác định đơn giản theo công thức (M1 – M2)/V, trong đó M1 là tổng khối lượng của bình chứa khí, M2 là khối lượng của bình rỗng và V là thể tích bên trong của bình.

Nếu bạn cần xác định mật độ hydro, có dữ liệu ban đầu như , ở đây phương trình phổ quát về trạng thái của khí lý tưởng, hay phương trình Mendeleev-Clapeyron, sẽ giải cứu được: PV = (mRT)/M.
P – áp suất khí
V - khối lượng của nó
R - hằng số khí phổ quát
T – nhiệt độ khí ở Kelvin
M - khối lượng mol của khí
m là khối lượng khí thực tế.

Khí lý tưởng được coi là một loại khí toán học trong đó thế năng của các phân tử có thể bị bỏ qua so với động năng của chúng. Trong mô hình khí lý tưởng, không có lực hút hoặc lực đẩy giữa các phân tử và sự va chạm của các hạt với các hạt khác hoặc thành bình là hoàn toàn đàn hồi.

Tất nhiên, cả hydro hay bất kỳ loại khí nào khác đều không lý tưởng, nhưng mô hình này cho phép tính toán với độ chính xác khá cao ở nhiệt độ gần với áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng. Ví dụ: đưa ra nhiệm vụ: tìm mật độ hydroở áp suất 6 và nhiệt độ 20 độ C.

Đầu tiên, chuyển đổi tất cả các giá trị ban đầu sang hệ SI (6 atm = 607950 Pa, 20 độ C = 293 độ K). Sau đó viết phương trình Mendeleev-Clapeyron PV = (mRT)/M. Chuyển đổi nó thành: P = (mRT)/MV. Vì m/V là mật độ (tỷ lệ khối lượng của một chất với thể tích của nó), nên bạn nhận được: mật độ hydro= PM/RT và chúng tôi có tất cả dữ liệu cần thiết cho giải pháp. Bạn biết giá trị áp suất (607950), nhiệt độ (293), hằng số khí phổ (8,31), khối lượng mol hydro (0,002).

Thay thế dữ liệu này vào công thức, bạn nhận được: hydro trong điều kiện áp suất và nhiệt độ nhất định là 0,499 kg/mét khối, hay xấp xỉ 0,5.

Nguồn:

• cách tìm mật độ của hydro

Tỉ trọng- đây là một trong những đặc tính của một chất, giống như khối lượng, thể tích, nhiệt độ, diện tích. Nó bằng tỷ lệ giữa khối lượng và thể tích. Nhiệm vụ chính là học cách tính giá trị này và biết nó phụ thuộc vào cái gì.

Hướng dẫn

Tỉ trọng là tỉ số giữa khối lượng và thể tích của một chất. Nếu bạn muốn xác định mật độ của một chất và bạn biết khối lượng cũng như thể tích của nó thì việc tìm mật độ sẽ không khó đối với bạn. Cách đơn giản nhất để tìm mật độ trong trường hợp này là p = m/V. Nó được tính bằng kg/m^3 trong hệ SI. Tuy nhiên, hai giá trị này không phải lúc nào cũng được đưa ra, vì vậy bạn nên biết một số cách tính mật độ.

Tỉ trọng có ý nghĩa khác nhau tùy thuộc vào loại chất. Ngoài ra, mật độ thay đổi theo độ mặn và nhiệt độ. Khi nhiệt độ giảm, mật độ tăng và khi độ mặn giảm, mật độ cũng giảm. Ví dụ, mật độ của Biển Đỏ vẫn được coi là cao, nhưng ở Biển Baltic thì mật độ này đã thấp hơn. Các bạn có để ý rằng nếu cho nước vào thì nó sẽ nổi lên không. Tất cả điều này xảy ra do thực tế là nó có mật độ thấp hơn nước. Ngược lại, kim loại và các chất đá chìm xuống vì mật độ của chúng cao hơn. Dựa trên mật độ của cơ thể, khả năng bơi lội của chúng đã được xác định.

Nhờ lý thuyết vật nổi, theo đó người ta có thể tìm được khối lượng riêng của một vật, nước, thể tích của toàn bộ vật và thể tích phần chìm của nó. Công thức này trông giống như: Vimmer. phần / V cơ thể = p cơ thể / p chất lỏng. Từ đó, mật độ của cơ thể có thể được tìm thấy như sau: p cơ thể = V chìm. phần * p chất lỏng / V cơ thể được đáp ứng dựa trên dữ liệu dạng bảng và thể tích V ngâm xác định. các bộ phận và V của cơ thể.

Video về chủ đề

Mẹo 4: Cách tính khối lượng phân tử tương đối của một chất

Trọng lượng phân tử tương đối là một đại lượng không thứ nguyên cho biết khối lượng của một phân tử lớn hơn 1/12 khối lượng của nguyên tử cacbon bao nhiêu lần. Theo đó, khối lượng của nguyên tử cacbon là 12 đơn vị. Khối lượng phân tử tương đối của một hợp chất hóa học có thể được xác định bằng cách cộng khối lượng của các nguyên tử tạo nên phân tử của chất đó.

Bạn sẽ cần

• - cái bút;
• - giấy để ghi chú;
• - máy tính;
• - bảng tuần hoàn.

Hướng dẫn

Tìm trong bảng tuần hoàn các ô của các nguyên tố tạo nên phân tử này. Giá trị khối lượng nguyên tử tương đối (Ar) của mỗi chất được biểu thị ở góc dưới bên trái của ô. Viết lại chúng, làm tròn đến số nguyên gần nhất: Ar(H) – 1; Ar(P) – 31; Ar(O) – 16.

Xác định khối lượng phân tử tương đối của hợp chất (Mr). Để làm điều này, hãy nhân khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố với số nguyên tử trong . Sau đó cộng các giá trị kết quả lại. Đối với axit orthophosphoric: Mr(h3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Khối lượng phân tử tương đối bằng số lượng với khối lượng mol của chất. Một số tác vụ sử dụng kết nối này. Ví dụ: một chất khí ở nhiệt độ 200 K và áp suất 0,2 MPa có khối lượng riêng là 5,3 kg/m3. Xác định khối lượng phân tử tương đối của nó.

Sử dụng phương trình Mendeleev-Cliperon cho khí lý tưởng: PV = mRT/M, trong đó V là thể tích khí, m3; m - khối lượng của một thể tích khí nhất định, kg; M - khối lượng mol của khí, kg/mol; R – hằng số khí phổ quát. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – khí, K; P - áp suất tuyệt đối, Pa. Biểu thị khối lượng mol từ mối quan hệ này: M = mRT/(PV).

Như đã biết, mật độ: p = m/V, kg/m3. Thay thế nó vào biểu thức: M = pRT/P. Xác định khối lượng mol của khí: M = 5,3*8,31*200/(2*10^5) = 0,044 kg/mol. Trọng lượng phân tử tương đối của khí: Mr = 44. Bạn có thể giả sử đó là carbon dioxide: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Nguồn:

• tính trọng lượng phân tử tương đối

Trong các phòng thí nghiệm hóa học và khi tiến hành các thí nghiệm hóa học tại nhà, người ta thường phải xác định mật độ tương đối của một chất cụ thể. Mật độ tương đối là tỷ lệ giữa mật độ của một chất cụ thể với mật độ của chất khác trong những điều kiện nhất định hoặc với mật độ của chất tham chiếu, đó là nước cất. Mật độ tương đối được thể hiện dưới dạng một số trừu tượng.

Bạn sẽ cần

• - bảng và sách tham khảo;
• - tỷ trọng kế, tỷ trọng kế hoặc cân đặc biệt.

Hướng dẫn

Mật độ tương đối của các chất so với mật độ của nước cất được xác định theo công thức: d=p/p0, trong đó d là mật độ tương đối mong muốn, p là mật độ của chất được nghiên cứu, p0 là mật độ của chất đối chiếu chất. Thông số cuối cùng được lập thành bảng và được xác định khá chính xác: ở 20°C nước có mật độ 998,203 kg/cub.m, và đạt mật độ tối đa ở 4°C - 999,973 kg/cub.m. Trước khi tính toán, đừng quên rằng p và p0 phải được biểu thị theo cùng đơn vị.

Ngoài ra, mật độ tương đối của một chất có thể được tìm thấy trong sách tham khảo vật lý và hóa học. Giá trị số của mật độ tương đối luôn bằng trọng lượng riêng tương đối của cùng một chất trong cùng điều kiện. Kết luận: Sử dụng bảng trọng lượng riêng tương đối giống như cách bạn sử dụng bảng mật độ tương đối.

Khi xác định khối lượng riêng tương đối, luôn tính đến nhiệt độ của chất thử và chất đối chiếu. Thực tế là mật độ của các chất giảm dần và tăng lên khi làm mát. Nếu nhiệt độ của chất thử khác với nhiệt độ chuẩn thì tiến hành hiệu chỉnh. Tính nó bằng sự thay đổi trung bình về mật độ tương đối trên 1°C. Tìm kiếm dữ liệu cần thiết bằng cách sử dụng biểu đồ hiệu chỉnh nhiệt độ.

Để tính nhanh mật độ tương đối của chất lỏng trong thực tế, hãy sử dụng tỷ trọng kế. Để đo các chất tương đối và chất khô, hãy sử dụng pycnometer và thang đo đặc biệt. Tỷ trọng kế cổ điển là một ống thủy tinh giãn nở ở phía dưới. Ở đầu dưới của ống có một bình chứa hoặc một chất đặc biệt. Trên đầu ống có các vạch chia thể hiện giá trị bằng số của mật độ tương đối của chất đang nghiên cứu. Nhiều tỷ trọng kế được trang bị thêm nhiệt kế để đo nhiệt độ của chất đang nghiên cứu.

định luật Avogadro

Khoảng cách giữa các phân tử của chất khí với nhau phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài: áp suất và nhiệt độ. Trong cùng điều kiện bên ngoài, khoảng cách giữa các phân tử của các loại khí khác nhau là như nhau. Định luật Avogadro, được phát hiện vào năm 1811, phát biểu rằng những thể tích bằng nhau của các loại khí khác nhau trong cùng điều kiện bên ngoài (nhiệt độ và áp suất) chứa cùng số lượng phân tử. Những thứ kia. nếu V1=V2, T1=T2 và P1=P2 thì N1=N2, trong đó V là thể tích, T là nhiệt độ, P là áp suất, N là số lượng phân tử khí (chỉ số “1” cho một khí, “2” cho người khác).

Hệ quả thứ nhất của định luật Avogadro, thể tích mol

Hệ quả đầu tiên của định luật Avogadro phát biểu rằng cùng một số lượng phân tử của bất kỳ loại khí nào trong cùng điều kiện sẽ chiếm cùng một thể tích: V1=V2 với N1=N2, T1=T2 và P1=P2. Thể tích của một mol khí bất kỳ (thể tích mol) là một giá trị không đổi. Chúng ta hãy nhớ lại rằng 1 mol chứa số hạt Avogadro – 6,02x10^23 phân tử.

Như vậy thể tích mol của chất khí chỉ phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ. Khí thường được xem xét ở áp suất bình thường và nhiệt độ bình thường: 273 K (0 độ C) và 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Trong những điều kiện bình thường như vậy, được ký hiệu là “n.s.”, thể tích mol của bất kỳ chất khí nào là 22,4 l/mol. Biết giá trị này, bạn có thể tính thể tích của bất kỳ khối lượng nhất định và bất kỳ lượng khí nhất định nào.

Hệ quả thứ hai của định luật Avogadro, mật độ tương đối của các chất khí

Để tính mật độ tương đối của các chất khí, hệ quả thứ hai của định luật Avogadro được sử dụng. Theo định nghĩa, mật độ của một chất là tỷ số giữa khối lượng và thể tích của nó: ρ=m/V. Đối với 1 mol chất thì khối lượng bằng khối lượng mol M, thể tích bằng thể tích mol V(M). Do đó mật độ khí là ρ=M(khí)/V(M).

Giả sử có hai chất khí – X và Y. Mật độ và khối lượng mol của chúng – ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), liên hệ với nhau bởi các quan hệ: ρ(X)=M (X)/ V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Mật độ tương đối của khí X và khí Y, ký hiệu là Dy(X), là tỷ lệ giữa mật độ của các khí này ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Thể tích mol giảm và từ đó chúng ta có thể kết luận rằng mật độ tương đối của khí X và khí Y bằng tỷ lệ khối lượng mol hoặc khối lượng phân tử tương đối của chúng (chúng bằng nhau về mặt số lượng).

Mật độ khí thường được xác định liên quan đến hydro, loại khí nhẹ nhất trong số các loại khí, có khối lượng mol là 2 g/mol. Những thứ kia. nếu bài toán nói rằng một chất khí X chưa biết có mật độ hydro bằng, chẳng hạn là 15 (mật độ tương đối là một giá trị không thứ nguyên!), thì việc tìm khối lượng mol của nó sẽ không khó: M(X)=15xM(H2)=15x2= 30 g/mol. Mật độ tương đối của khí so với không khí cũng thường được chỉ định. Ở đây bạn cần biết rằng trọng lượng phân tử tương đối trung bình của không khí là 29 và bạn cần nhân không phải với 2 mà với 29.

ρ = m (khí) / V (khí)

D bởi Y(X) = M(X) / M(Y)

Đó là lý do tại sao:
D bằng đường hàng không = M (khí X)/29

Độ nhớt động học và động học của chất khí.

Độ nhớt của chất khí (hiện tượng ma sát trong) là sự xuất hiện lực ma sát giữa các lớp chất khí chuyển động tương đối với nhau song song và với tốc độ khác nhau.
Sự tương tác của hai lớp khí được coi là một quá trình trong đó động lượng được truyền từ lớp này sang lớp khác.
Lực ma sát trên một đơn vị diện tích giữa hai lớp khí, bằng xung truyền trong một giây từ lớp này sang lớp khác qua một đơn vị diện tích, được xác định bởi định luật Newton:

- gradient vận tốc theo hướng vuông góc với hướng chuyển động của các lớp khí.
Dấu trừ chứng tỏ động lượng được truyền theo hướng giảm dần vận tốc.
- độ nhớt động.
, Ở đâu
- mật độ khí,
- tốc độ trung bình số học của các phân tử,
- đường đi tự do trung bình của các phân tử.

- hệ số nhớt động học.

Thông số khí tới hạn: Tcr, Pcr.

Nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ mà trên đó, ở bất kỳ áp suất nào, khí không thể chuyển thành trạng thái lỏng. Áp suất cần thiết để hóa lỏng một chất khí ở nhiệt độ tới hạn được gọi là tới hạn. Cho các thông số khí. Các tham số đã cho là các đại lượng không thứ nguyên cho biết các tham số thực tế của trạng thái khí (áp suất, nhiệt độ, mật độ, thể tích riêng) lớn hơn hoặc nhỏ hơn bao nhiêu lần so với các tham số tới hạn:

Sản xuất lỗ khoan và lưu trữ khí dưới lòng đất.

Mật độ khí: tuyệt đối và tương đối.

Mật độ khí là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của nó. Khi nói về mật độ của một chất khí, chúng ta thường muốn nói đến mật độ của nó trong điều kiện bình thường (tức là ở nhiệt độ và áp suất). Ngoài ra, mật độ tương đối của một loại khí thường được sử dụng, có nghĩa là tỷ lệ giữa mật độ của một loại khí nhất định với mật độ của không khí trong cùng điều kiện. Dễ dàng nhận thấy rằng mật độ tương đối của chất khí không phụ thuộc vào điều kiện nơi nó tồn tại, vì theo các định luật về trạng thái chất khí, thể tích của tất cả các chất khí thay đổi như nhau khi thay đổi áp suất và nhiệt độ.

Mật độ tuyệt đối của một chất khí là khối lượng của 1 lít khí ở điều kiện bình thường. Thông thường đối với chất khí nó được đo bằng g/l.

ρ = m (khí) / V (khí)

Nếu lấy 1 mol khí thì:

và khối lượng mol của một chất khí có thể được tính bằng cách nhân mật độ với thể tích mol.

Mật độ tương đối D là giá trị cho thấy khí X nặng hơn khí Y bao nhiêu lần. Nó được tính bằng tỷ số khối lượng mol của khí X và Y:

D bởi Y(X) = M(X) / M(Y)

Thông thường, mật độ khí tương đối của hydro và không khí được sử dụng để tính toán.

Mật độ tương đối của khí X so với hydro:

D bởi H2 = M (khí X) / M (H2) = M (khí X) / 2

Không khí là hỗn hợp các loại khí nên chỉ có thể tính được khối lượng mol trung bình của nó.

Giá trị của nó được lấy là 29 g/mol (dựa trên thành phần trung bình gần đúng).
Đó là lý do tại sao:
D bằng đường hàng không = M (khí X)/29

SỰ ĐỊNH NGHĨA

Không khí trong khí quyển là hỗn hợp của nhiều chất khí. Không khí có thành phần phức tạp. Các thành phần chính của nó có thể được chia thành ba nhóm: hằng số, biến đổi và ngẫu nhiên. Loại thứ nhất bao gồm oxy (hàm lượng oxy trong không khí chiếm khoảng 21% thể tích), nitơ (khoảng 86%) và cái gọi là khí trơ (khoảng 1%).

Hàm lượng của các thành phần thực tế không phụ thuộc vào nơi lấy mẫu không khí khô trên thế giới. Nhóm thứ hai bao gồm carbon dioxide (0,02 - 0,04%) và hơi nước (lên tới 3%). Hàm lượng các thành phần ngẫu nhiên phụ thuộc vào điều kiện địa phương: gần các nhà máy luyện kim, lượng sulfur dioxide đáng chú ý thường được trộn vào không khí, ở những nơi cặn hữu cơ bị phân hủy - amoniac, v.v. Ngoài các loại khí khác nhau, không khí luôn chứa ít nhiều bụi.

Mật độ không khí là một giá trị bằng khối lượng khí trong bầu khí quyển Trái đất chia cho một đơn vị thể tích. Nó phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và độ ẩm. Có giá trị tiêu chuẩn cho mật độ không khí - 1,225 kg/m 3, tương ứng với mật độ không khí khô ở nhiệt độ 15 o C và áp suất 101330 Pa.

Biết từ kinh nghiệm về khối lượng của một lít không khí ở điều kiện bình thường (1,293 g), chúng ta có thể tính được trọng lượng phân tử mà không khí sẽ có nếu nó là một chất khí riêng lẻ. Vì một gam phân tử của bất kỳ chất khí nào đều chiếm thể tích 22,4 lít trong điều kiện bình thường nên trọng lượng phân tử trung bình của không khí bằng

22,4 × 1,293 = 29.

Con số này - 29 - nên được ghi nhớ: biết nó, bạn có thể dễ dàng tính được mật độ của bất kỳ loại khí nào so với không khí.

Mật độ không khí lỏng

Khi được làm mát đủ, không khí chuyển sang trạng thái lỏng. Không khí lỏng có thể được lưu trữ trong thời gian khá dài trong các bình có thành đôi, từ khoảng trống giữa đó không khí được bơm ra ngoài để giảm sự truyền nhiệt. Ví dụ, các bình tương tự được sử dụng trong bình giữ nhiệt.

Không khí lỏng bay hơi tự do trong điều kiện bình thường có nhiệt độ khoảng (-190 o C). Thành phần của nó không cố định vì nitơ bay hơi dễ dàng hơn oxy. Khi nitơ bị loại bỏ, màu của không khí lỏng thay đổi từ xanh lam sang xanh nhạt (màu của oxy lỏng).

Trong không khí lỏng, rượu etylic, ete dietyl và nhiều chất khí dễ dàng chuyển thành chất rắn. Ví dụ, nếu carbon dioxide được truyền qua không khí lỏng, nó sẽ biến thành những bông tuyết trắng, trông giống như tuyết. Thủy ngân ngâm trong không khí lỏng trở nên cứng và dễ uốn.

Nhiều chất được làm mát bằng không khí lỏng làm thay đổi đáng kể tính chất của chúng. Do đó, mảnh và thiếc trở nên giòn đến mức dễ biến thành bột, chuông chì phát ra âm thanh leng keng rõ ràng và quả bóng cao su đông cứng sẽ vỡ tan nếu rơi xuống sàn.

Ví dụ về giải quyết vấn đề

VÍ DỤ 1

VÍ DỤ 2

Bài tập	Xác định khí hidro sunfua H 2 S nặng gấp bao nhiêu lần không khí.
Giải pháp	Tỉ số giữa khối lượng của khí này với khối lượng của khí khác lấy trong cùng thể tích, ở cùng nhiệt độ và cùng áp suất được gọi là mật độ tương đối của khí thứ nhất so với khí thứ hai. Giá trị này cho biết khí thứ nhất nặng hơn hoặc nhẹ hơn khí thứ hai bao nhiêu lần. Trọng lượng phân tử tương đối của không khí được lấy là 29 (có tính đến hàm lượng nitơ, oxy và các loại khí khác trong không khí). Cần lưu ý rằng khái niệm "khối lượng phân tử tương đối của không khí" được sử dụng có điều kiện, vì không khí là hỗn hợp các chất khí. D không khí (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (không khí); D không khí (H 2 S) = 34/29 = 1,17. M r(H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.
Trả lời	Hydro sunfua H 2 S nặng hơn không khí 1,17 lần.