Масса и объем газа
Массу и объём газа находят по его количеству вещества и молярной массе: \(m=\nu M\), а объём — по молярному объёму или уравнению состояния газа. Важно учитывать температуру и давление, если газ не находится при нормальных условиях.
Связь массы газа с количеством вещества определяется формулой \(m=\nu M\). Если известны масса и молярная масса, количество вещества находят так: \(\nu=\frac{m}{M}\). Молярная масса — масса одного моля вещества; её значение берут из химической формулы газа.
Формулы для газа
При нормальных условиях для идеального газа молярный объём приблизительно равен \(V_m=22{,}4\ \text{л/моль}\). Поэтому объём можно вычислить по формуле \(V=\frac{m}{M}V_m\). При других температуре и давлении применяют уравнение идеального газа: \(pV=\nu RT\). Подробнее связь параметров газа рассматривается на странице законов идеального газа.
Найдём объём \(2\) моль кислорода при нормальных условиях: \(V=\nu V_m=2\cdot22{,}4=44{,}8\ \text{л}\). Если требуется масса, используют молярную массу кислорода: \(m=\nu M=2\cdot32=64\ \text{г}\).
Масса зависит от количества газа, а плотность показывает, какая масса приходится на единицу объёма: \(\rho=\frac{m}{V}\). Поэтому одинаковые объёмы разных газов могут иметь разные массы. Расчёты плотности разобраны на странице плотности газа. Газ может находиться и в открытой газовой системе, где его масса изменяется из-за обмена веществом с окружающей средой.
Как найти количество вещества, если известны масса газа \(m\) и его молярная масса \(M\)?
Главное
- Массу газа находят по формуле \(m=\nu M\).
- Объём газа находят по формуле \(V=\nu V_m\) или из уравнения \(pV=\nu RT\).
- Перед расчётом проверьте единицы величин и условия, при которых задан газ.