Определение плотности газа по результатам измерения давления и температуры датчиками Arduino / Хабр

Определение плотности газа по результатам измерения давления и температуры датчиками Arduino / Хабр Кислород

Кислород плотность — справочник химика 21

    Установите молекулярную формулу вещества, содержащего 81,6% хлора и 18,4 % кислорода. Плотность этого вещества по водороду 43,5. 

[c.142]

    Соединение содержит 39,14% углерода, 8,7% водорода, 52,16% кислорода. Плотность паров по водороду равна 46. Определить истинную формулу соединения. [c.16]

    Пример. Анализ уксусной кислоты показывает, что в ней на 2,1 весовой части углерода приходится 0,35 весовой части водорода и 2,8 весовой части кислорода. Плотность пара уксусной кислоты по водороду равна [c.46]

    Один из оксидов хлора содержит 47,4% кислорода. Плотность по водороду этого оксида в газообразном состоянии равна 33,75. Установите формулу оксида. 

[c.219]

    Содержание кислорода, % Плотность при 20 °С, г/см з [c.540]

Электрофлотационный способ является одним из наиболее эффективных при очистке воды нефтепродуктов, тонкодисперсных частиц, растворенных органических соединений. Наиболее высокая степень очистки сточных вод достигается в электрофлотационных аппаратах, имеющих наряду с флотационной камерой и камеру электрокоагуляции.

В этом случае сточные воды предварительно подвергаются воздействию как электрического поля, так и образующихся при электрокоагуляции оксидов металлов — продуктов растворения анодных электродных пластин. В качестве таких пластин используют сталь Ст.З.

В камере электрокоагуляции в результате адсорбции загрязнений на хлопьях гидрооксида железа образуются агрегаты, которые включают также пузырьки выделяющихся при электролизе водорода и кислорода. Плотность этих агрегатов меньше, чем плотность воды. Однако скорость их флотационного отделения от воды невелика.

Для интенсификации отделения этих агрегатов от воды и доочистки осветленной жидкости используют электрофлотацию с применением нерастворимого анода. Как показали экспериментальные исследования, продолжительность электрокоагуляции и флотации сточных вод должна быть одинаковой.

Кислород малорастворим в воде (5 объемов в 100 объемах воды), ко все же лучше, чем другие газы атмосферы, поэтому вода обогащается кислородом. Плотность кислорода при нормальных условиях р = 1,429 г/л. При —183 °С кислород конденсируется в бледно-голубую жидкость (р = 1,13 г/см ), а при —218,7 С образует синие кристаллы. [c.111]

Кислород — наиболее распространенный элемент земной коры. Он составляет 89% массы воды, 23% массы воздуха (21% по объему) и почти 50% массы обычных минералов (силикатов). В элементном состоянии кислород состоит из двухатомных молекул, строение которых описано ниже.

Зто бесцветный газ, не имеющий запаха и слабо растворимый в воде 1 л еоды при 0°С и 1 атм растворяет 48,9 мл газообразного кислорода. Плотность кислорода при 0°С и 1 атм равна 1,429 Г-Л-. Кислород конденсируется в бледно-голубую жидкость при температуре кипения —183,0 °С и при дальнейшем охлаждении отвердевает при —218,4 °С, образуя бледно-голубое кристаллическое вещество. [c.178]

    Имеется смесь метана и кислорода плотностью [c.10]

В эвдиометре сожгли 20 мл газовой смеси, состоящей из азота, водорода и кислорода. Плотность смеси по водороду равна 14,0. После конденсации воды и приведения газовой смеси к начальным условиям объем ее был равен 17 мл. К образовавшейся смеси прибавили 50 мл воздуха и снова сожгли. Объем смеси не изменился. Определить процентный состав взятой газовой смеси. [c.11]

    Определить формулу соединения, содержащего 39,14% углерода, 8,7% водорода и 52,16% кислорода. Плотность пара этого вещества по водороду равна 46. [c.64]

    Задача 5. Анализ показал, что соединение состоит из 30,43% азота и69,57% кислорода. Плотность этого вещества по водороду равна 46. Определить его молекулярный вес и формулу. [c.56]

В обоих случаях защищаемая конструкция подвергается катодной поляризации, которая смещает ее потенциал к отрицательным значениям, а pH электролита, контактирующего непосредственно с металлом, сдвигается в щелочную область. Благодаря высокому pH на поверхности металла осаждаются гидроокись магния, карбонаты кальция и магния, образуя пленку подобно накипи.

    Вывести истинную формулу кислоты, в составе которой на 2,1 в. ч. углерода приходится 0,35 в. ч. водорода и 2,8 в. ч. кислорода. Плотность пара кислоты по водороду Вп = 30. [c.35]

    Составьте уравнение реакции получения кислорода из перманганата калия (КМпО ) и вычислите массу перманганата калия, необходимого для получения 10 л (при н.у.) кислорода (плотность кислорода 1,43 г/л). [c.36]

    Для цинкования берут железный гвоздь или стальную пластинку. Работу проводят, как и в предыдуш,ем опыте. На катоде выделяется цинк и водород, на аноде — кислород. Плотность тока около [c.254]

    Пример 3. Вывести молекулярную формулу вещества, содержащего 40,00% углерода, 6,70% водорода и 53,30%о кислорода. Плотность пара по водороду равна 30. [c.6]

Сила основания определяется стабильностью образующегося катиона (сопряженной кислоты). Чем стабильней катион, тем сильнее основание. Стабильность катиона определяется суммой тех же факторов, что и стабильность аниона, с той лишь разницей, что влияние этих факторов на основность противоположно тому влиянию, которое они оказывали на кислотность.

Например, наличие в углеводородном радикале электронодонорных заместителей будет способствовать стабилизации катиона и, следовательно, повышать силу основания. Напротив, электроноакцетхзрные заместители будут дестабилизировать катион и уменьшать основность соединения.

Исходя из природы атомов кислорода, азота и серы, можно сделать вывод, что наиболее электроотрицательный атом кислорода за счет более прочного удерживания неподеленной пары электронов менее склонен присоединять протон по сравнению, например, с атомом азота.

Действительно, амины обычно более сильные основания, чем спирты. Электроны атомов азота и серы менее прочно удерживаются ядром и более доступны для связи с протоном. Однако у атома серы электронная плотность рассредоточена в большем объеме по сравнению с атомом азота и кислорода.

www.chem21.info

Контрактное производство

Один из самых важных контролируемых показателей при производстве косметики и производстве БАД – плотность. В зависимости от производимого продукта специалисты используют несколько понятий и определений плотности.

Более чёткое определение понятия плотности требует уточнения формулировки этого термина:

  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородных тел она имеет называние просто плотности тела.
  • Плотность вещества — это плотность указанных тел, которые состоят из этого же вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (m), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (V), когда этот объём стремится к нулю, или, записывая кратко .

При таком предельном переходе необходимо учитывать, что на атомарном уровне любое тело является неоднородным, в связи с чем необходимо остановиться на том объёме, который применяется для соответствующей используемой физической модели.

  • Насыпная плотность — под насыпной плотностью различных сыпучих материалов (сахар, лактоза, крахмал и т.д.) понимают количество этого порошка (сыпучего продукта), которое находится в свободно засыпанном состоянии в определённой единице объема.
  • Относительная плотность – является отношением двух понятий, т.е. терминов, и может рассматриваться как отношение объёмной, то есть насыпной плотности, к истинной плотности.

Плотность продукции является важным параметром при изготовлении косметической продукции, так как она влияет на внешний вид продукта, его органолептические свойства, вес и стоимость готовой продукции. Очень важно учитывать плотность продукта при фасовке изготовленной продукции во флаконы, тубы, банки и так далее.

Например, плотность кремов — меньше единицы. Как правило, плотность крема находиться в пределах 0,96 – 0,98 г/см3. В соответствии с проведёнными испытаниями при плотности 0,96 и объеме 50 мл масса крема составит 48 г, а при плотности 0,98 масса увеличивается уже до 49 г.

Плотность шампуней, наоборот, больше или равна единице, она находиться в пределах 1,0 — 1,04 г/см3. Исследования показывают, что при плотности 1,0 и объеме 100 мл масса шампуня в упаковке составит 100 г, а при плотности 1,04 уже 104 г.

Как уже говорилось, плотность определяется как отношение массы тела к занимаемому объёму. Поэтому, числовые значения плотности вещества показывают массу принятой или указанной единицы объема этого вещества. Как видно из приведённого примера, плотность металла, в данном случае чугуна, 7 кг/дм3.

Получается, что 1 дм3 чугуна имеет массу 7 кг. Сравниваем плотность водопроводной воды – 1 кг/л. Из этого примера следует, что масса 1 л водопроводной воды равна 1 кг. Один и тот же объём разной субстанции или вещества имеют различный вес. Известно, что при снижении температуры плотность тел увеличивается.

Существует два основных метода определения плотности вещества: ареометрический и пикнометрический. Для измерения плотности различных жидкостей используется ареометр, а для измерения плотности кремов, бальзамов, гелей, зубных паст используется пикнометр.

На основании измеренной плотности косметической продукции по согласованным на предприятии таблицам «Пределы допускаемых отклонений содержимого нетто от номинального количества» в соответствии с ГОСТ 8.579-2002 «Требования к количеству фасованных товаров в упаковке любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте» определяются пределы допустимых отклонений содержимого нетто продукта от номинального значения.

Ареометр — прибор, которым пользуются для измерения плотности различных жидкостей и жидких субстанций. Как правило, он представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой значительно расширена в диаметре. При калибровке расширенная часть заполняется дробью или ртутью, которые используются для достижения заданной массы.

В верхней части ареометра находится проградуированная шкала в определенных соответствующих значениях плотности. Поскольку плотность жидкостей и жидких субстанций весьма значительно зависит от температуры, поэтому ареометр или снабжают термометром, или производят одновременное измерение температуры жидкости другим термометром.

Для проведения процедуры измерения плотности жидкой субстанции или жидкости чистый ареометр осторожно помещают в достаточного объема мерную мензурку с жидкостью, но таким образом, чтобы ареометр свободно плавал в ней. Значения плотности определяют по шкале ареометра находящейся на нижнем крае мениска жидкости.

В физике Ареометром называют прибор, служащий для определения значения плотности и, следовательно, определения удельного веса тел.

Историки науки считают, что ареометр как прибор для проведения измерений изобрела Гипатия – знаменитая женщина-ученый, астроном, математик и философ, глава Александрийской школы неоплатонизма. Благодаря её научной деятельности были изобретены или усовершенствованы и другие приборы: дистиллятор, астролябия и планисфера.

Устройство современных ареометров, как и ареометров, применяемых в древности, основано на известном гидростатическом законе — законе Архимеда, Как известно из школы младших классов, закон Архимеда гласит, что каждое тело плавает в жидкости и погружается настолько глубоко в нее, что вес вытесненной этим телом жидкости равен весу всего тела, плавающего в этой жидкости.

Интересные обстоятельства предшествовали открытию закона Архимеда, который прославил ученого на все времена. «Эврика!», – восклицает каждый, находя решение трудной задачи, а ведь этому предшествует целая история.

Архимед служил при дворе Гиерона II – тирана Сиракуз, который правил в 270-215 годах до нашей эры, а с 269 года до нашей эры носил титул царя. Гиерон слыл коварным, жадным и подозрительным правителем.

Он подозревал своих ювелиров в том, что при изготовлении золотых изделий они подмешивают в золото серебро или хуже того олово к благородному металлу, что и послужило причиной открытия одного из физических законов. Он поручил Архимеду изобличить мастеров-ювелиров, так как он был уверен, что при изготовлении для него короны ювелиры украли золото.

Для решения этой сложной задачи необходимо знать не только массу, но и определить объём изготовленной короны, а это было самым сложным, чтобы в дальнейшем вычислить плотность металла. Корона имеет сложную и неправильную геометрическую форму, определить её объём — очень не простая задача, над решением которой долгое время размышлял Архимед.

Решение было найдено Архимедом оригинальным способом, когда он погружался в ванну – уровень воды резко поднялся, после того когда он погрузился в воду. Тело учёного вытеснило равный ему объём воды. «Эврика!» — воскликнул Архимед и побежал во дворец, как утверждает легенда, не одевшись.

Благодаря этому Архимедом и был открыт принцип или, как его ещё называют, закон плавучести. Твердое тело, погружённое в жидкость, вытеснит объем жидкости, равный объему погруженного в жидкость тела. В воде может плавать любое тело, если его средняя плотность меньше плотности той жидкости, в которую его поместили.

Закон Архимеда гласит: на всякое тело, которое погружено в жидкость или в газ, действуют выталкивающие силы, направленные вверх и равные весу вытесненной им жидкости или газа. До настоящего времени человечество успешно применяет знания, полученные от далёких предков во многих областях своей деятельности, в том числе и при производстве косметики.

Как уже говорилось, для измерения плотности используется также пикнометр. Измерение плотности с помощью пикнометра проводят следующим образом.

Перед испытанием необходимо промыть пикнометр последовательно растворителем для удаления следов испытуемого вещества, затем хромовой смесью, водой, спиртом, эфиром, затем высушить до постоянной массы и взвесить (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до четвертого десятичного знака).

Пикнометр заполняется с помощью воронки или пипетки дистиллированной водой немного выше метки, закрывается пробкой и помещается на 20 минут в термостат с температурой (20 ±0,1)°С.

При достижении температуры (20 ±0,1)°С, необходимо довести уровень воды в пикнометре до метки, быстро отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги или, добавляя водой до метки, закрыть пикнометр пробкой и поместить пикнометр в термостат с температурой (20 ±0,1) °С на 10 минут.

Вынуть пикнометр из термостата, взвесить, освободить от воды, высушить его и заполнить пикнометр испытуемой жидкостью и термостатировать.

Вычислите плотность ( ) в г/см3 по формуле: где: m1 – масса пикнометра с испытуемой жидкостью, г; m0 – масса пустого пикнометра, г; m2 — масса пикнометра с водой, г; А – поправка на аэростатические силы, вычисляется по формуле:

А= 0,0012 х V.

где: V – объем пикнометра, см3; 0,0012 – плотность воздуха при 200С, г/см3; 0,9982 – плотность воды при 200С, г/см3;

На для измерения плотности косметических изделий, имеющих густую консистенцию (эмульсии, крем-гели, гели, бальзамы и т.п.), используется экспресс-метод. Суть его заключается в том, что для проведения испытаний используется калиброванный шприц.

Для определения плотности взвесьте пустой шприц (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до второго десятичного знака), наполните шприц дистиллированной водой до максимальной метки, затем тщательно вытрите поверхность шприца и произведите повторное взвешивание.

Объем (V) шприца определите по формуле: где: m1 – масса шприца с водой (г), m0 — масса пустого шприца (г), 0,9982 — плотность воды при 200С, г/см3;

Снова взвесьте пустой шприц (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до второго десятичного знака), заполните шприц косметической массой до максимальной метки, не допуская попадания пузырьков воздуха.

Тщательно вытрите поверхность шприца и произведите его повторное взвешивание.

Плотность ( ) в г/см3 вычислите по формуле: Где, m1 – масса шприца с косметическим средством (г), m0 — масса пустого шприца (г), V – объем шприца (см3)

За результат испытания принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает 0,01 г/см3. Этот метод позволяет быстро определить плотность изготовленного косметического продукта.

Плотность — кислород

Cтраница 2

Какой объем озона следует добавить к 1 л воздуха, чтобы получить газовую смесь, плотность которой равна плотности кислорода при той же температуре.
 [16]

Для отделения азота от кислорода нельзя воспользоваться различием в плотностях обоих газов, потому что они очень близки: плотность кислорода в 16, азота в 14 раз более плотности водорода, а потому здесь нельзя употребить пористых сосудов; разность во времени просачивания для обоих газов будет ничтожною.
 [17]

К — температура газа, / 71 6 — 105 н / м2 — давление газа, ро1 43 кг / м3 — плотность кислорода при нормальных условиях, ро 1 013 — 105 н / м2 — нормальное атмосферное давление, i 32 кг / кмоль — масса киломоля кислорода, R 8314 дж / кмоль-град — универсальная газовая постоянная.
 [18]

Статья Рэлея, написанная в марте 1893 г. [18], свидетельствует о новом подходе к исследованию плотности газа, а именно вместо измерений отношения плотностей кислорода и водорода на первый план выступило измерение отношения плотностей кислорода и азота.
 [19]

Далее, Беккером, применившим для исследования эмиссионный микроскоп-проектор [18], было опубликовано доказательство существования на поверхности вольфрама адсорбционных центров двух видов, различающихся по плотности кислорода. Эти два вида центров характеризуются различными энергиями связи, причем одна из них соответствует теплоте адсорбции 4 эв, а вторая — 2 эв.

Подобное доказательство можно вывести из данных по адсорбции азота, полученных Гринхальфом и сотрудниками [19], которые показали, что на некоторых металлах наблюдается необратимый и обратимый тип хемосорб-ции, особенности которой зависят от рода металла и адсорбата.

Дано: У 200 0 м8 — объем газа, Г300 К — температура газа, р1 6 105 Па — давление газа, р01 43 кг / м3 — плотность кислорода при нормальных условиях, р0 1 013 — 105 Па — нормальное атмосферное давление, М 32 — 10 3 кг / моль — молярная масса кислорода, R 8 314 Дж / ( моль — К) — газовая постоянная.
 [21]

Дано: У200 0м3 — объем газа, Г300 К — температура газа, р1, 6 — 105 Па — давление газа, р 1 43 кг / м3 — плотность кислорода при нормальных условиях, р0 1 013 — 105 Па — нормальное атмосферное давление, р32 — 10 3 кг / моль — молярная масса кислорода, 8 314 Дж / ( моль — К) — молярная газовая постоянная.
 [22]

Дано: V200 0 м3 — объем газа, Г300 К — температура газа, р1 6 — 105 Па — давление газа, р 1 43 кг / м3 — плотность кислорода при нормальных условиях, рв1 013 — 105 Па — нормальное атмосферное давление, ц32 — 10 — 3 кг / моль — молярная масса кислорода, Я8 314 Дж / ( моль — К) — молярная газовая постоянная.
 [23]

Статья Рэлея, написанная в марте 1893 г. [18], свидетельствует о новом подходе к исследованию плотности газа, а именно вместо измерений отношения плотностей кислорода и водорода на первый план выступило измерение отношения плотностей кислорода и азота.
 [24]

Дано: V-50 л5 0 — 10-а м — 8 — объем выделенного кислорода, Т300 К — температура кислорода, р0Ю1 3 кПа — нормальное атмосферное давление, р01 43 кг / м3 — плотность кислорода при нормальных условиях, 8 29 — 10 — 8 кг / Кл — электрохимический эквивалент кислорода.
 [25]

Дано: V5 л5 — 10 — 3 м — 3 — объем выделенного кислорода, Т300 К — температура кислорода, ра 101 3 кПа — нормальное атмосферное давление, р01 43 кг / м3 — плотность кислорода при нормальных условиях, / г — 8 29 X X 10 — 8 кг / Кл — электрохимический эквивалент кислорода.
 [26]

Дано: V 5 0 л — 5 0 — 10 — 3 м — объем выделенного кислорода, / 27 С; Т 300 К — температура кислорода, ро 760 мм рт. ст. — нормальное атмосферное давление, ро 1 43 кг / л3 — плотность кислорода при нормальных условиях, Дг 8 29 — 10 — кг / к — электрохимический эквивалент кислорода.
 [27]

При температуре 20 С в одном литре воды растворяется 28 см3 кислорода. Какова плотность кислорода в воде, свободная поверхность которой граничит с атмосферным воздухом, при нормальном давлении. Принять, что масса кислорода составляет 23 % массы воздуха.
 [28]

Кислород ( как и любой из газов) в зависимости от условий может находиться в газообразном, жидком или твердом состоянии. В каком из состояний плотность кислорода наибольшая; наименьшая.
 [29]

Одновременно он указал на возможность использования ее для установления атомного состава сложных газообразных веществ и дал новый метод определения атомных и молекулярных весов: Исходя из этой гипотезы, видно, что мы имеем средство легко определять относительные массы молекул для тех веществ, которые можно перевести в газообразное состояние, а также относительное число молекул в соединениях, потому что отношения молекулярных масс те же самые, что и отношения плотностей различных газов, при одинаковой температуре и давлении, а относительное число молекул в соединении дано непосредственно отношением объемов тех газов, которые образуют данное соединение.

Например, числа 1 10359 и 0 07321 выражают плотности кислорода и водорода, если принять плотность воздуха равной единице; отношение же этих двух чисел показывает, следовательно, отношение между массами двух равных объемов данных газов; это же самое отношение выразит, согласно Предложенной гипотезе, отношение масс их молекул.

Так, масса молекулы кислорода будет приблизительно в 15 раз больше массы молекулы водорода [ 20, стр. С другой стороны, так как мы знаем, что отношение объемов водорода и кислорода при образовании воды равняется 2: 1, то отсюда следует, что вода образуется путем соединения одной молекулы кислорода с двумя молекулами водорода.

Таким же образом — согласно объемным отношениям, установленным Гей-Люссаком для элементов, составляющих аммиак, окись азота, селитряный газ и азотную кислоту — аммиак должен образовываться путем соединения одной молекулы азота с тремя молекулами водорода, закись азота — из одной молекулы кислорода и двух молекул азота, селитряный газ — из одной молекулы азота и одной молекулы кислорода…
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

Плотность вещества

Плотность — скалярная физическая величина. Определяется как отношение массы тела к занимаемому этим телом объему.

Формула плотности вещества

р = m/V

р — плотность вещества [кг/м3]

m — масса вещества [кг]

V — объем вещества [м3]

Плотность зависит от температуры, агрегатного состояния вещества и внешнего давления. Обычно если давление увеличивается, то молекулы вещества утрамбовываются плотнее — следовательно, плотность больше. А рост температуры, как правило, приводит к увеличению расстояний между молекулами вещества — плотность понижается.

Маленькое исключение

Исключение составляет вода. Так, плотность воды меньше плотности льда. Объяснение кроется в молекулярной структуре льда. Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, она изменяет молекулярную структуру так, что расстояние между молекулами увеличивается. Соответственно, плотность льда меньше плотности воды.

Ниже представлены значения плотностей для разных веществ. В дальнейшем это поможет при решении задач.

Твердое вещество

кг/м3

г/см3

Платина

21500

21,5

Золото

19300

19,3

Вольфрам

19000

19,0

Свинец

11400

11,4

Серебро

10500

10,5

Медь

8900

8,9

Никель

8800

8,8

Латунь

8500

8,5

Сталь, железо

7900

7,9

Олово

7300

7,3

Цинк

7100

7,1

Чугун

7000

7,0

Алмаз

3500

3,5

Алюминий

2700

2,7

Мрамор

2700

2,7

Гранит

2600

2,6

Стекло

2600

2,6

Бетон

2200

2,2

Графит

2200

2,2

Лёд

900

0,9

Парафин

900

0,9

Дуб (сухой)

700

0,7

Берёза (сухая)

650

0,65

Пробка

200

0,2

Платиноиридиевый сплав

21500

21,5

Жидкость

кг/м3

г/см3

Ртуть

13600

13,6

Мёд

1300

1,3

Глицерин

1260

1,26

Молоко

1036

1,036

Морская вода

1030

1,03

Вода

1000

1

Подсолнечное масло

920

0,92

Нефть

820

0,82

Спирт

800

0,8

Бензин

700

0,7

Газ

кг/м3

Хлор

3,22

Озон

2,14

Пропан

2,02

Диоксид углерода

1,98

Кислород

1,43

Воздух

1,29

Азот

1,25

Гелий

0,18

Водород

0,09

Где самая большая плотность?

Самая большая плотность во Вселенной — в черной дыре. Плотность черной дыры составляет около 1014 кг/м3.

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Плотность газов при нормальных условиях (таблица)

Газы

Формула

Плотность при нормальных условиях ρ, кг/м3

Азот

N2

1,2505

Аммиак

NH3

0,7714

Аргон

Ar

1,7839

Ацетилен

C2H2

1,1709

Ацетон

C3H6O

2,595

Бор фтористый

BF3

2,99

Бромистый водород

HBr

3,664

Н-бутан

C4H10

2,703

Изо-бутан

C4H10

2,668

Н-бутиловый спирт

C4H10O

3,244

Вода

H2O

0,768

Водород

H2

0,08987

Воздух (сухой)

1,2928

Н-гексан

C6H14

3,845

Гелий

He

0,1785

Н-гептан

C7H16

4,459

Германия тетрагидрид

GeH4

3,42

Двуокись углерода

CO2

1,9768

Н-декан

C10H22

6,35

Диметиламин

(CH3)2NH

1,966*

Дифтордихлорметан

CF2Cl2

5,51

Дифенил

C12H10

6,89

Дифениловый эфир

C12H10O

7,54

Дихлорметан

CH2Cl2 

3,79

Диэтиловый эфир

C4H10

3,30

Закись азота

N2

1,978

Йодистый водород

HI

5,789

Кислород

O2 

1,42895

Кремний фтористый

SiF4

4,9605

Кремний гексагидрид

Si2H5

2,85

Кремний тетрагидрид

SiH4

1,44

Криптон

Kr 

3,74

Ксенон

Xe 

5,89

Метан

CH4 

0,7168

Метиламин

CH5

1,388

Метиловый спирт

CH4

1,426

Мышьяк фтористый

AsF5

7,71

Неон

Ne 

0,8999

Нитрозилфторид

NOF

2,176*

Нитрозилхлорид

NOCl 

2,9919

Озон

O3

2,22

Окись азота

NO 

1,3402

Окись углерода

CO 

1,25

Н-октан

C8H18 

5,03

Н-пентан

C5H12   (CH3(CH2)3СН3)

3,457

Изо-пентан

C5H12   (СН3)2СНСН2СН3

3,22

Пропан

C3H8 

2,0037

Пропилен

C3H6 

1,915

Радон

Rn

9,73

Силан диметил

SiH2(CH3)2

2,73

Силан метил

SiH3CH3

2,08

Силан хлористый

SiH3Cl

3,03

Cилан трифтористый

SiHF3

3,89

Стибин (15°С, 754 мм.рт.ст.)

SbH3

5,30

Селеновая кислота

H2Se

3,6643

Сернистый газ

SO2 

2,9263

Сернистый ангидрид

SO3 

3,575

Сероводород

H2

1,5392

Сероокись углерода

COS

2,72

Сульфурил фтористый

SO2F2

3,72*

Триметиламин

(CH3)3N

2,58*

Триметилбор

(CH3)3B

2,52

Фосфористый водород

PH3 

1,53

Фосфор фтористый

PF3

3,907*

Фосфор оксифторид

POF3

4,8

Фосфор пентафторид

PF5

5,81

Фреон-11

CF3CI 

6,13

Фреон-12 (дифтордихлорметан)

CF2CI2 

5,51

Фреон-13

CFCI3 

5,11

Фтор

F2 

1,695

Фтористый кремний

SiF4 

4,6905

Фтористый метил

CH3

1,545

Фторокись азота

NO2F

2,9

Хлор

Cl2 

3,22

Хлор двуокись

ClO2

3,09*

Хлор окись

Cl2O

3,89*

Хлористый водород

HCl 

1,6391

Хлористый метил (метилхлорид)

CH3Cl 

2,307

Хлористый этил

C2H5Cl 

2,88 

Хлороформ

CHCl3 

5,283

Хлорокись азота

NO2Cl 

2,57

Циан, дициан

C2N2

2,765 (2,335*)

Цианистая кислота

HCN 

1,205

Этан

C2H6 

1,356

Этиламин

C2H7

2,0141

Этилен

C2H4

1,2605

Этиловый спирт

C2H6

2,043

Программа python для фильтрации по каналам температуры и давления, и получение результатов

Программа Python методики определения плотности газа по результатам измерений давления и температуры представлена на листинге 2. Информация из измерительной системы выводится в реальном режиме времени.

Листинг 2 – Определение плотности газа по результатам измерения давления и температуры

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import serial

from drawnow import drawnow

import datetime, time

from pykalman import KalmanFilter

 

#вводим матрицу перехода и матрицу наблюдений

transition_matrix = [[1, 1, 0, 0],

                     [0, 1, 0, 0],

                     [0, 0, 1, 1],

                     [0, 0, 0, 1]]

observation_matrix = [[1, 0, 0, 0],

                      [0, 0, 1, 0]]

#вводим и инициируем матрицу измерений

initial_state_mean = [101000,

                      0,

                      28,

                      0]

#параметры уравнения состояния идеального газа:

#универсальная газовая постоянная R, [Дж/(моль*К)]

R = 8.314459848

#молярная масса воздуха M, [г/моль]

M = 29.04

#коэффициент k = M/R, [г/(Дж*К)]

k = M / R

#абсолютная температура, [K]

K = 273.16

#стандартное (нормальное) давление, [Па]

Pn = 101325

 
#определяем количество измерений

# общее количество измерений

str_m   = input("введите количество измерений: ")

m = eval(str_m)

# количество элементов выборки

mw  = 16

#настроить параметры последовательного порта

ser = serial.Serial()

ser.baudrate = 9600

port_num = input("введите номер последовательного порта: ")

ser.port = 'COM'   port_num

ser

#открыть последовательный порт

try:

    ser.open()

    ser.is_open

    print("соединились с: "   ser.portstr)

except serial.SerialException:

    print("нет соединения с портом: "   ser.portstr)

    raise SystemExit(1)

#определяем списки

l1  = [] # для значений 1-го параметра

l2  = [] # для значений 2-го параметра

t1  = [] # для моментов времени

lw1 = [] # для значений выборки 1-го параметра

lw2 = [] # для значений выборки 2-го параметра

n   = [] # для значений моментов времени

nw  = [] # для значений выборки моментов времени

l1K = [] # для фильтрованных значений 1-го параметра

l2K = [] # для фильтрованных значений 2-го параметра

ro  = [] # для плотности газовой среды

 

#подготовить файлы на диске для записи

filename = 'count.txt'

in_file = open(filename,"r")

count = in_file.read()

count_v = eval(count)   1

in_file.close()

in_file = open(filename,"w")

count = str(count_v)

in_file.write(count)

in_file.close()

filename = count   '_'   filename

out_file = open(filename,"w")

#вывод информации для оператора на консоль

print("nпараметры:n")

print("n  - момент времени, с;")

print("P  - давление, Па;")

print("Pf - отфильтрованное значение P, Па;")

print("T  - температура, град. С;")

print("Tf - отфильтрованное значение T, град. С;")

print("ro - плотность воздуха, г/м^3;")

print("nизмеряемые значения величин параметровn")

print('{0}{1}{2}{3}{4}{5}n'.format('n'.rjust(3),'P'.rjust(10),'Pf'.rjust(10),

                                    'T'.rjust(10),'Tf'.rjust(10),'ro'.rjust(10)))

#считываение данных из последовательного порта

#накопление списков

#формирование текущей выборки

i = 0

while i < m:

    n.append(i)

    nw.append(n[i])

    if i >= mw:

        nw.pop(0)

    ser.flushInput() #flush input buffer, discarding all its contents

    line1 = ser.readline().decode('utf-8')[:-1]

    line2 = ser.readline().decode('utf-8')[:-1]

    t1.append(time.time())

    if line1:

        l = eval(line1)

        #l = np.random.normal(l,100.0)

        l1.append(l)

        lw1.append(l1[i])

        if i >= mw:

            lw1.pop(0)

    if line2:

        l = eval(line2)

        #l = np.random.normal(l,1.5)

        l2.append(l)

        lw2.append(l2[i])

        if i >= mw:

            lw2.pop(0)

    #-------------------------

    initial_state_mean = [l1[i],0,l2[i],0]

    kf1 = KalmanFilter(transition_matrices = transition_matrix,

                  observation_matrices = observation_matrix,

                  initial_state_mean = initial_state_mean)

    if i == 0:

        measurements = np.array( [ [l1[i], l2[i]],

                                   [initial_state_mean[0], initial_state_mean[2]] ] )

    measurements = np.array( [ [l1[i], l2[i]],

                               [l1[i-1], l2[i-1]] ] )

    kf1 = kf1.em(measurements, n_iter=2)

    (smoothed_state_means, smoothed_state_covariances) = kf1.smooth(measurements)

    l1K.append(smoothed_state_means[0, 0])

    l2K.append(smoothed_state_means[0, 2])

    #плотность воздуха в рабочих условиях

    #ro.append( k * l1K[i]/( l2K[i]   K) )

    #плотность воздуха, приведенная к стандартным условиям

    ro.append( (k * l1K[i]/( l2K[i]   K)) * (Pn*(l2K[i] K)/K/l1K[i]) )

    #плотность воздуха, приведенная к нормальным условиям

    #ro.append( (k * l1K[i]/( l2K[i]   K)) * (Pn*(l2K[i] K)/(K 20)/l1K[i]) )

    print('{0:3d} {1:10.3f} {2:10.3f} {3:10.3f} {4:10.3f} {5:10.3f}'.

          format(n[i],l1[i],l1K[i],l2[i],l2K[i],ro[i]))

    i  = 1

 

ser.close()

time_tm = t1[m - 1] - t1[0]

print("nпродолжительность времени измерений: {0:.3f}, c".format(time_tm))

Ts = time_tm / (m - 1)

print("nпериод опроса датчика: {0:.6f}, c".format(Ts))

#запись таблицы в файл

print("nтаблица находится в файле {}n".format(filename))

for i in np.arange(0,len(n),1):

    out_file.write('{0:3d} {1:10.3f} {2:10.3f} {3:10.3f} {4:10.3f} {5:10.3f}n'.

                   format(n[i],l1[i],l1K[i],l2[i],l2K[i],ro[i]))

#закрыть файл с таблицей

out_file.close()

now = datetime.datetime.now() #получаем дату и время

#выводим графики

plt.figure('давление')

plt.plot( n, l1, "b-", n, l1K, "r-")

plt.ylabel(r'$давление, Па$')

plt.xlabel(r'$номер  измерения$'  

            '; (период опроса датчика: {:.6f}, c)'.format(Ts))

plt.title("BMP180n("  

           now.strftime("%d-%m-%Y %H:%M")   ")")

plt.grid(True)

plt.figure('температура')

plt.plot( n, l2, "b-", n, l2K, "r-")

plt.ylabel(r'$температура, degree С$')

plt.xlabel(r'$номер  измерения$'  

               '; (период опроса датчика: {:.6f}, c)'.format(Ts))

plt.title("BMP180n("  

              now.strftime("%d-%m-%Y %H:%M")   ")")

plt.grid(True)

plt.figure('плотность воздуха')

plt.plot( n, ro, "r-")

plt.ylabel(r'$плотность воздуха, г/м^3$')

plt.xlabel(r'$номер  измерения$'  

               '; (период опроса датчика: {:.6f}, c)'.format(Ts))

plt.title("BMP180n("  

              now.strftime("%d-%m-%Y %H:%M")   ")")

plt.grid(True)

plt.show()

Результаты расчёта представлены листингом и рис. 4, 5, 6.

Определение плотности газа по результатам измерения давления и температуры датчиками Arduino / ХабрРис. 4 – результаты измерения (красный) и фильтрации (синий) давленияОпределение плотности газа по результатам измерения давления и температуры датчиками Arduino / Хабр
Рис. 5 – результаты измерения (красный) и фильтрации (синий) температуры

Определение плотности газа по результатам измерения давления и температуры датчиками Arduino / Хабр
Рис. 6 – результаты расчёта плотности воздуха, приведенной к стандартным условиям (температура 273.15 К; абсолютное давление 101.325 кПа)

Решение расчетных задач на нахождение молекулярной формулы газообразного углеводорода. определение формулы по продуктам сгорания

I. Нахождение формулы органического вещества по массовой доле химических элементов и относительной плотности газов


 1. Выпишите в тетрадь основные формулы

D2 = Mr(1)/Mr(2) 

D — относительная плотность первого газа по второму (безразмерная величина).

Например:

D(O2) = Mr(газа)/Mr(O2)=Mr(газа)/32;

D(H2) = Mr(газа)/Mr(H2)=Mr(газа)/2;

D(воздуха)=Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29

Wэлемента =  (n * Ar (элемента) * 100%) / Mr (вещества),

где n – индекс, число атомов;

W – массовая доля элемента (%).

2. Разберите образец решения задачи

Этиловый спирт содержит 52,18% углерода:13,04% водорода: 34,78% кислорода. Плотность паров спирта по водороду 23. Определите формулу этилового спирта.

Решение:

1. Определим молекулярную массу искомого вещества:

Mr(CxHyOz) = D(H2) · Mr(H2)=23· 2 =46

2.По формуле  n = (Wэлемента * Mr(вещества)) / Ar элемента * 100% вычислим число атомов C, H, O

n(C)=(52,18% · 46) / 12· 100% = 2

n(H)=( 13,04% · 46) /1· 100% =6

n(O)=( 34,78% · 46) / 16· 100% =1

Получаем x:y:z =2:6:1, следовательно, вещество C2H6O

Проверка, Mr(C2H6O)= 46

II. Нахождение формулы органического вещества по массовой доле химических элементов и плотности вещества при нормальных условиях


1. Выпишите в тетрадь основные формулы

M = ρ * Vm

где Vm =22,4 л/моль (при н.у.); 

M – молярная масса вещества (г/моль);

ρ = m/V (плотность)

Wэлемента =  (n * Ar (элемента) * 100%) / Mr (вещества),

где n – индекс, число атомов;

W – массовая доля элемента (%)

2. Разберите образец решения задачи

Углеводород содержит 81,82% углерода. Масса 1 л этого углеводорода (н.у.) составляет 1,964 г. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода.

Решение:

1. Определим молярную массу искомого вещества:

ρ = m/V, следовательно М(СхНу) = ρ· Vm = 1,964 г/л · 22,4 л/моль = 44

2. По формуле: n = (Wэлемента * Mr(вещества)) / Ar элемента * 100%

вычислим число атомов C, H.

Здесь Мr=M

n(C)=(81,82% · 44) / (12 · 100%) = 3

n(H)=(18,18% · 44) / (1· 100%) = 8

Получаем x:y =3 : 8, следовательно, вещество C3H8    

Проверка, Mr(C3H8)= 44

III. Определение формулы по продуктам сгорания


Разберите образец решения задачи

При сгорании 10,5 г органического вещества получили 16,8 л углекислого газа (н.у.)  и 13,5 г воды. Плотность этого вещества при н.у. равна 1,875 г/л. Определите молекулярную формулу вещества.

Решение:

1. Находим молярную массу вещества и его количество вещества:

Если в условии задачи дана относительная плотность органического вещества, то его молекулярную массу определяем согласно формулам:

D(O2) = Mr(газа)/Mr(O2)=Mr(газа)/32;

D(H2) = Mr(газа)/Mr(H2)=Mr(газа)/2;

D(воздуха)=Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29.

M(вещества)  = ρ· Vm = 1.875 г/л · 22,4 л/моль = 42 г/моль

υ(вещества ) = m / M = 10,5 г / 42 г/моль = 0,25 моль

2. Найдём количества вещества C, H по формулам:

υ =  V/Vm или  υ = m/M

υ(C) = υ(CO2)= V/Vm =16,8 л/22,4 л/моль=0,75 моль

υ(H) = 2 · υ(H2O) = 2 · m/M = (2 · 13,5 г)/18 г/моль = 1,5 моль

3. Определим наличие кислорода в формуле вещества:

m(C) = υ(C) · M(C) = 0,75 моль · 12 г/моль = 9 г

m(H) = υ(H) · M(H) = 1,5 моль · 1 г/моль = 1,5 г

m(O) = m(вещества) – (m(C)  m(H))10.5 г – (9 г 1,5 г) = 0 г, следовательно кислород отсутствует и это углеводород — CxHy

4. Находим формулу

υ(CxHy) : υ(С) : υ(Н) = 0,25 : 0,75 : 1,5 = 1 : 3 : 6    

(здесь к целым числам пришли путём деления всех чисел на меньшее из них, т.е. на 0,25)

Следовательно, 1 моль вещества содержит 3 моль углерода и 6 моль водорода, таким образом, искомая формула С3Н6.

IV. Решите задачи


Задача №1. В углеводороде массовая доля углерода равна 84%. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3,45. Определите формулу углеводорода. 

Задача №2. Массовая доля углерода в углеводороде составляет 83,33%. Плотность паров углеводорода по водороду равна 36. Определите формулу.

Задача №3. Массовая доля углерода в углеводороде составляет 85,7%. Плотность паров углеводорода по воздуху равна 1,931. Определите формулу. 

Задача №4. Углеводород содержит  16,28% водорода. Плотность этого вещества при нормальных условиях 3,839 г/л. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода. 

Задача №5. Углеводород содержит 82,76% углерода. Масса 1 л этого углеводорода (н.у.) составляет 2.589 г. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода. 

Задача №6. При сгорании вещества массой 4,25 г образовались оксид углерода (IV)  массой 13,2 г и вода массой 5,85 г. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 5,862. Определите формулу вещества.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий