具體音量

比容量定義為一公斤物質(zhì)占用的立方米。它是材料's體積與其質(zhì)量的比率,與其密度的倒數(shù)相同。換句話說(shuō),比容與密度成反比。可以針對(duì)任何物質(zhì)狀態(tài)計(jì)算或測(cè)量比容,但它最常用于涉及氣體的計(jì)算。

比容量的標(biāo)準(zhǔn)單位是立方米/千克(m 8 3 9/千克),盡管它可以用毫升/克(毫升/克)或立方英尺/磅(英尺10 3 11/磅)來(lái)表示。12

內(nèi)在和密集

特定體積的"特定"部分意味著它以單位質(zhì)量表示。它是物質(zhì)的內(nèi)在屬性,這意味著它不依賴于樣本量。同樣,特定體積是物質(zhì)的密集屬性,不受存在多少物質(zhì)或采樣位置的影響。

比容公式

有三種常用公式用于計(jì)算比容(ν):

  1. ν=V/m其中V是體積,m是質(zhì)量
  2. ν=1/ρ=ρ-1其中ρ是密度
  3. ν=RT/PM=RT/P其中R是理想的氣體常數(shù),T是溫度,P是壓力,m是摩爾濃度

第二個(gè)等式通常應(yīng)用于液體和固體,因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)不可壓縮。在處理氣體時(shí)可以使用該等式,但是氣體的密度(及其比體積)可以隨著溫度的輕微升高或降低而顯著變化。

第三個(gè)等式僅適用于理想氣體或在接近理想氣體的相對(duì)較低溫度和壓力下的實(shí)際氣體。

常見特定體積值表

工程師和科學(xué)家通常參考tab具體音量值的LE。這些代表性值適用于標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力(STP),溫度為0°C(273.15 K,32°F),壓力為1 atm。

108 Ice 109132汞133142 3.66 143148氨149二氧化碳157172氫173188氮?dú)?89
物質(zhì)Density具體音量
(kg/m3(m3/kg)
Air1.2250.78
916.70.00109
水(液體)10000.00100
鹽水10300.00097
135460.00007
R-22*0.273
0.7691.30
1.9770英語(yǔ)的小知識(shí).506
2.9940.334
0.089911.12
甲烷0.7171.39
1.250.799
蒸汽*0.8041.24

標(biāo)有星號(hào)(*)的物質(zhì)不在STP。

由于材料不在標(biāo)準(zhǔn)條件下,因此也有材料表列出了在一定溫度和壓力范圍內(nèi)的特定體積值。您可以找到詳細(xì)的空氣和蒸汽表格。

使用特定卷

比容最常用于物理化學(xué)的工程和熱力學(xué)計(jì)算。它用于預(yù)測(cè)條件變化時(shí)氣體的行為。

考慮一個(gè)包含一定數(shù)量分子的氣密室:

  • 如果腔室在分子數(shù)量保持恒定的同時(shí)膨脹,則氣體密度降低,比體積增加。
  • 如果腔室在分子數(shù)量保持恒定的同時(shí)收縮,則氣體密度增加,比體積減小。
  • 如果腔室'當(dāng)一些分子被去除時(shí),體積保持恒定,密度降低,比體積增加。
  • 如果在添加新分子時(shí)腔室和#39;s體積保持恒定,密度增加,比體積減小。
  • 如果密度加倍,其比容量減半。
  • 如果比容量加倍,密度將減少一半。

比重和比重

如果已知兩種物質(zhì)的特定體積,則該信息可用于計(jì)算和比較它們的密度。比較密度產(chǎn)生比重值。比重的一個(gè)應(yīng)用是預(yù)測(cè)一種物質(zhì)放置在另一種物質(zhì)上時(shí)是否會(huì)漂浮或下沉。

例如,如果物質(zhì)A的比體積為0.358 cm3/g,物質(zhì)B的比體積為0.374 cm3/g,則取每個(gè)值的倒數(shù)將產(chǎn)生密度。因此,A的密度為2.79g/cm3,B的密度為2.67g/cm3。比較A到B的密度的比重是1.04,或者B與A相比的比重是0.95。A比B更密集,所以A會(huì)沉入B或B會(huì)漂浮在A上。

示例計(jì)算

已知蒸汽樣品的壓力在1960 Rankine的溫度下為2500LBF/in2。如果氣體常數(shù)為0.596,蒸汽的比容是多少?

ν=RT/P

ν=(0.596)(1960)/(2500)=0.467 in3/lb

Sources

  • Moran,Michael(2014)。工程熱力學(xué)基礎(chǔ),8ed、 威利。ISBN 978-1118412930。
  • Silverthorn,Dee(2016)。人體生理學(xué):綜合方法。皮爾遜。ISBN 978-0-321-55980-7。
  • Walker,Jear(2010)l.物理學(xué)基礎(chǔ),第9版,Halliday。ISBN 978-0470469088。

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