в чем измеряется концентрация газа

КОНЦЕНТРАЦИЯ ГАЗА

Смотреть что такое «КОНЦЕНТРАЦИЯ ГАЗА» в других словарях:

опасная концентрация газа — концентрация (объемная доля газа) в воздухе, превышающая 20 % нижнего концентрационного предела распространения пламени; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Опасная концентрация газа — концентрация (объемная доля газа) в воздухе, превышающая 20% от нижнего концентрационного предела распространения пламени. Источник: Постановление Госгортехнадзора РФ от 18.03.2003 N 9 Об утверждении правил безопасности систем газораспределения … Официальная терминология

опасная концентрация газа — Концентрация (объемная доля газа) в воздухе, превышающая 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени. [ПБ 12 529 03 Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления, утверждены постановлением Госгортехнадзора… … Справочник технического переводчика

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ГАЗА — Масса горючего газа (паров топлива) содержащаяся в 1 м3 объема взрывоопасного облака. Стандарт 26 ЦНИИ 2005 … Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности зданий и сооружений

Концентрация частиц — Концентрация Размерность L−3 Единицы измерения СИ м−3 СГС … Википедия

концентрация метки — Отношение массы метки, содержащейся в жидкости, к ее общему объему. [ГОСТ 15528 86] Тематики измерение расхода жидкости и газа Обобщающие термины общетехнические понятия, необходимые для понимания текста стандарта … Справочник технического переводчика

концентрация углеводородов, приведенных к CH_1,85 — концентрация углеводородов, приведенных к CH1,85: : Объемная доля в ОГ суммы углеводородов, которую они занимали бы при условной трансформации в эквивалентный объем идеального газа с молекулярной массой 13,85 и энергией ионизации молекул, равной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

концентрация — 3.4 концентрация: Объемная доля φi(Vi Vtot) компонента i в газовой смеси. Концентрация может быть выражена также в процентах (φi x 102), млн 1 или см3/м3 (φi х 106). При расчете массы компонента в 1 нм3 отработавшего газа концентрация, равная 1… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

концентрация частиц — 3.2.7 концентрация частиц (particle concentration): Число частиц в единице объема воздуха. Источник: ГОСТ Р ИСО 14644 3 2007: Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Идеальный газ. Формула концентрации молекул газа. Пример задачи

В физике текучих субстанций большое внимание уделяется изучению газов, которое осуществляют при помощи использования модели идеального газа. В этой области было открыто много законов. В приведенной ниже статье изучим формулу концентрации молекул газа (идеального) и покажем, как ее следует применять при решении практической проблемы.

Идеальный газ

Что же это такое? Прежде чем записать формулу концентрации молекул газа, расскажем, что собой представляет модель идеального газа. В соответствии с кинетической теорией текучих субстанций, в таких веществах молекулы и атомы движутся хаотически по прямым траекториям. Расстояния между ними намного больше, чем их собственные линейные размеры, поэтому последними пренебрегают при выполнении вычислений. Кроме того, считают, что взаимодействий между молекулами не существует, поскольку их кинетическая энергия слишком велика по сравнению со слабыми потенциальными взаимодействиями.

Любые реальные газы, которые находятся при низких давлениях и достаточно высоких абсолютных температурах, по своему поведению приближаются к описанной модели. Тем не менее существуют текучие субстанции, у которых помимо ван-дер-ваальсовых взаимодействий между частицами действуют взаимодействия более сильного характера. Примером является водяной пар, у которого молекулы друг с другом связаны водородными (полярными) связями. Для описания поведения таких субстанций нельзя использовать модель идеального газа.

Универсальное уравнение

Модель идеального газа удобна при выполнении практических расчетов тем, что уравнение состояния вещества, полученное на ее основе, связывает три термодинамических параметра: температуру T, объем системы V и абсолютное давление P. Это уравнение записано ниже:

Современная молекулярно-кинетическая теория газов позволяет путем несложных рассуждений и математических выкладок получить теоретически это уравнение. Впервые же оно было записано в результате анализа многочисленных экспериментов, которые в течение двух веков выполняли европейские ученые, начиная от Роберта Бойля (вторая половина XVII века) и заканчивая Амедео Авогадро (начало XIX века).

Считается, что уравнение состояния идеального газа первым получил Эмиль Клапейрон, а к современной форме его привел русский химик Дмитрий Менделеев, поэтому его часто называют законом Клапейрона-Менделеева.

Понятие о концентрации молекул: виды концентраций

Когда изучают текучие субстанции, то знать концентрации компонентов, которые их образуют, является важным при решении многих практических задач. Например, от этого показателя и размеров молекул зависит общая площадь поверхности активного вещества, а значит, его реакционная способность. Другой пример, концентрация некоторых веществ в воздухе определяет допустимые их пределы для нормального протекания жизненно необходимых процессов в организме человека.

В случае газов, как правило, пользуются тремя следующими концентрациями:

Заметим, что все виды концентраций вычисляются по отношению к объему системы. Справедливость этих величин действительна, поскольку каждый компонент системы полностью заполняет ее объем.

Среди всех типов концентраций наиболее удобной на практике является молярная. Ниже в статье приведем формулу именно для нее.

Формула концентрации молекул газа

В соответствии с приведенным в предыдущем пункте определением, молярная концентрация i-го компонента системы c_n(i) вычисляется так:

Предположим, что мы имеем однокомпонентный (чистый) газ. Это может быть кислород, азот, гелий и так далее. В этом случае можно применить формулу Клапейрона-Менделеева и выразить из нее молярную концентрацию молекул. Имеем:

Из записанной формулы концентрации молекул газа легко получить атомную (молекулярную) концентрацию. Покажем, как это делается:

Пример задачи

В результате изобарного нагрева закрытой системы с идеальным газом его температура увеличилась на 100 К и стала равной 400 К. Как изменится концентрация молекул газа, если давление в системе составляет 1,5 атмосферы.

Поскольку давление в процессе нагрева не изменилось, а температура была равна 300 К согласно условию задачи, то молярная концентрацию молекул до нагрева системы составляла:

Число молекул в системе не изменилось при нагреве, так как система является закрытой. После нагрева газа его концентрация составила:

Изменение концентрации составило:

Отрицательный знак говорит, что концентрация уменьшилась, что является очевидным, поскольку увеличился объем системы после нагрева, а число частиц в ней осталось прежним.

Источник

§ 6.1. Молярная концентрация газа

Оглавление

Газообразные вещества, в отличие от твёрдых и жидких, занимают весь предоставленный им объём. Поэтому в одном и том же сосуде может находиться разное количество газа. От этого количества будет зависеть давление в системе.

Определение количества газа и его доли в газовой смеси важно для разных практических целей. Например, следует выяснить, опасен ли для жизни уровень содержания метана или угарного газа в воздухе, пригоден ли для дыхания воздух в помещении с большим количеством углекислого газа или воздух на высоте 10 км, взрывоопасна ли данная смесь воздуха с водородом, в каком соотношении пары бензина должны смешиваться с воздухом в двигателе внутреннего сгорания.

Для решения подобных задач в качестве количественной характеристики используют молярную концентрацию газообразного вещества, которая показывает количество данного газообразного вещества в единице объёма.

Молярная концентрация газообразного вещества — величина, равная отношению его количества к объёму, который этот газ занимает:

Например, молярная концентрация СО₂ при нормальных условиях составляет:

Из приведённой выше формулы следует, что количество газообразного вещества в сосуде есть произведение молярной концентрации газа на объём сосуда, так как газ заполняет весь объём:

Понятие молярной концентрации газообразного вещества сходно с понятием молярной концентрации растворённого вещества, с которым вы ознакомились в курсе химии 8-го класса:

Причиной сходства является то, что растворённое вещество равномерно распределяется во всём объёме раствора, как и газообразное — во всём объёме сосуда.

Молярная концентрация газообразного вещества — величина, равная отношению его количества к объёму, который этот газ занимает:

Вопросы, задания, задачи

1. Установите соответствие между величинами.

2. Молярная концентрация газа.

3. Количество вещества.

4. Молярная концентрация вещества в растворе

5. Сосуд объёмом 50 дм 3 содержит гелий массой 10 г. В этот сосуд добавили гелий массой 8 г. Во сколько раз изменилась молярная концентрация газа? Как на исходную концентрацию гелия повлияет добавление аргона массой 8 г?

6. При газификации угля образовалась смесь газов, в которой на 1 дм 3 СО приходится 4 дм 3 Н₂, 1 дм 3 СН₄, 3 дм 3 СО₂. Рассчитайте молярную концентрацию каждого газа в смеси.

8. Рассчитайте молярную концентрацию кислорода в воздухе (объёмная доля кислорода равна 21 %).

9. При действии соляной кислоты на твёрдое вещество выделился газ, относительная плотность которого по воздуху составляет 1,172. Какое из веществ использовал экспериментатор: СаС₂, СаСО₃, CaS, СаСl₂?

Самоконтроль

1. Молярную концентрацию можно рассчитать по формулам:

2. Молярная концентрация газообразного вещества имеет размерность:

3. При н. у. объём 22,4 дм 3 имеют вещества количеством 1 моль, формулы которых:

Источник

Химия. 11 класс

§ 6.1. Молярная концентрация газа

Газообразные вещества, в отличие от твёрдых и жидких, занимают весь предоставленный им объём. Поэтому в одном и том же сосуде может находиться разное количество газа. От этого количества будет зависеть давление в системе.

Определение количества газа и его доли в газовой смеси важно для разных практических целей. Например, следует выяснить, опасен ли для жизни уровень содержания метана или угарного газа в воздухе, пригоден ли для дыхания воздух в помещении с большим количеством углекислого газа или воздух на высоте 10 км, взрывоопасна ли данная смесь воздуха с водородом, в каком соотношении пары бензина должны смешиваться с воздухом в двигателе внутреннего сгорания.

Для решения подобных задач в качестве количественной характеристики используют молярную концентрацию газообразного вещества, которая показывает количество данного газообразного вещества в единице объёма.

Молярная концентрация газообразного вещества — величина, равная отношению его количества к объёму, который этот газ занимает:

Например, молярная концентрация СО₂ при нормальных условиях составляет:

Из приведённой выше формулы следует, что количество газообразного вещества в сосуде есть произведение молярной концентрации газа на объём сосуда, так как газ заполняет весь объём:

Понятие молярной концентрации газообразного вещества сходно с понятием молярной концентрации растворённого вещества, с которым вы ознакомились в курсе химии 8-го класса:

Причиной сходства является то, что растворённое вещество равномерно распределяется во всём объёме раствора, как и газообразное — во всём объёме сосуда.

Источник

Единицы измерения газообразных компонентов продуктов сгорания

При расчетном или опытном определении состава продуктов сгорания находятся значения концентраций их отдельных компонентов. Принципи­ально концентрации веществ разделяются на объемные \(<С>_\) и массовые \(<С>_\).

Объемные концентрации \(<С>_\) представляют собой отношение объема, занимаемого данным веществом, к объему всей газовой пробы. Поэтому с помощью объемных концентраций описывается содержание только газо­образных продуктов сгорания, например, NO_x, SO_x, СО_х и др. Объемные концентрации \(<С>_\) могут измеряться в % об. или ррm. Единица измерения 1 ррт (part per million) представляет собой одну миллионную часть объема:

Важным преимуществом измерения содержания газовых компонентов в объемных концентрациях заключается в том, что объемные концентра­ции не зависят от давления и температуры среды и, следовательно, расчет­ные или опытные результаты газового анализа, выраженные в % об. или ррт, не требуют приведения к каким-либо заданным условиям по темпера­туре и давлению.

Массовые концентрации \(<С>_\) характеризуют количество (массу) дан­ного вещества в одном кубическом метре продуктов сгорания. С их помо­щью оценивается содержание в продуктах сгорания как твердых (напри­мер, зола, бенз(а)пирен, пентаоксид ванадия), так и газообразных компо­нентов. Для выражения массовых концентраций используются единицы г/м 3 или мг/м 3 (реже мкг/м 3 ).

Очевидно, что в отличие от объемной, массовая концентрация зависит от давления и температуры среды. Поэтому массовую концентрацию при­водят в пересчете на нормальные условия (0 °С, \(

_<0>\)= 760 мм рт.ст. = 101,3 кПа), для чего используется следующее выражение:

где \(<С>_^<\text<оп>>\) – массовая концентрация, полученная опытным путем при темпе­ратуре \(<\vartheta >_<г>\) и давлении \(

_<г>\)газовой пробы.

С учетом температуры \(<\vartheta >_<г>\) и давления \(

_<г>\) газовой пробы перед газоана­лизатором (последнее приравнивается к фактическому атмосферному дав­лению) связь между объемными (ррm) и массовыми (г/м 3 ) концентрациями устанавливается следующим соотношением [ 5 ]:

В выражении (7.2.3) \(_\) – коэффициент пересчета, равный

где \(_\) – молекулярная масса i-го вещества, г; \(_<_>\) – его молярный объем, л (в качестве первого приближения за \(_<_>\) может быть принят объем моля иде­ального газа, равный 22,4 л).

Значения коэффициента пересчета \(_\) для некоторых реальных газооб­разных веществ и нормальных условий приведены в табл. 7.2.1.

Таблица 7.2.1. Значения коэффициента пересчета для реальных газов при нормальных условиях( 0 °С; 101,3 кПа)

В соответствии с нормативами [6] и для корректного сопоставления опытных данных полученные при измерениях массовые или объемные концентрации необходимо пересчитывать на стандартные условия, в ка­честве которых приняты следующие: α = 1,4, 0°С и 101,3 кПа (760 мм рт.ст.). В зависимости от применяемых методов измерения и расчетных мето­дик определение содержания газовых компонентов производится в мокрых (влажных) или сухих продуктах сгорания. При этом под сухими продуктами сгорания (сухие газы) подразумеваются дымовые газы, в которых произошла кон­денсация образовавшихся в процессе горения топлива водяных паров из-за их остывания до температур ниже температуры насыщения. Поэтому для пересчета расчетных и опытных концентраций на стандартные условия ис­пользуются разные формулы:

• при пересчете концентраций (\(C\)), полученных для сухих газов, на стан­дартные условия (\(^<\text<ст>\text<.>у>\)) для сухих газов:

• при пересчете концентраций, полученных для мокрых газов, на стан­дартные условия для сухих газов:

• при пересчете концентраций, полученных для мокрых газов, на стан­дартные условия для мокрых газов:

где \(\alpha \) – расчетный или опытный коэффициент расхода воздуха в сечении отбора газовой пробы; \(_<в>^<0>,_<г>^<0>\) – теоретические объемы соответственно воз­духа и мокрых газов, \(_<\text<сг>>^<0>=_<г>^<0>—_<<Н>_<2>О>^<0>\)– теоретический объем сухих газов (определение \(_<в>^<0>,_<г>^<0>,_<<Н>_<2>О>^<0>\) производится по химическому составу сжи­гаемого топлива или табличным данным по нормативному методу [ 7 ] ).

Кроме концентраций вредных веществ, в качестве экологических харак­теристик котлов часто используют удельные или валовые (массовые) вы­бросы.

Массовый выброс \(<М>_\) (г/с) – это количество i-го вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу с уходящими газами в единицу времени (за 1 секунду). Массовый выброс вредного вещества за определенный период времени (месяц, квартал, год) называется валовым выбросом (например, т/год).

Удельный массовый выброс \(_\) (г/кг или г/м 3 ) представляет собой количество i-го вредного вещества в граммах, образовавшегося при сжи­гании 1 кг (или м 3 ) топлива. Часто этот показатель пересчитывают на еди­ницу массы условного топлива (г/кг у.т. или кг/т у.т):

где \(_<\text<ут>>\)– теплота сгорания условного топлива, равная 29,33 МДж/кг (7000 ккал/кг); \(_<н>^<р>\)– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/м 3 ).

Под удельными выбросами (по теплу) К_i (г/МДж) понимается коли­чество i-го вредного вещества в граммах, отнесенного к 1 МДж освобож­денной в топке котла химической энергии топлива:

где \(_<р>\)– располагаемый расход топлива (кг/с).

Для пересчета указанных параметров используются следующие соот­ношения:

где \(_<г>\)– объем дымовых газов м 3 /кг (м 3 /м 3 ), определяемый следующим образом:

где \(\alpha \) – коэффициент расхода воздуха для условий, при которых произво­дилось определение концентрации \(<С>_\).

Удельные выбросы вредных веществ являются основными параметра­ми, которые должны контролироваться с целью проверки соблюдения ут­вержденных нормативов выбросов и оценки результатов внедрения приро­доохранных мероприятий.

Источник