Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Удельный объём v – объём, занимаемый единицей массы вещества. Если вещество однородно и имеет ненарушенную сплошность, то




 

v = V/ М = 1/ r, (1.4.16)

 

где V, М – объём, м3, и масса, кг, вещества; r - плотность вещества, то есть масса единицы объёма вещества, кг/м3; [ v ] = м3/кг. Соответственно vr = 1.

Если сплошность веществ нарушена порами, трещинами, пустотами, например, горные породы, то r таких веществ есть масса единицы объёма твёрдой фазы (твёрдая фаза горных пород – это их минеральный скелет). Плотность веществ определяется обычно экспериментально. Однако в ряде случаев для многокомпонентных веществ она может быть рассчитана на основании данных о плотности отдельных компонентов и их содержании в веществе. Метод расчёта будет рассмотрен ниже.

Для веществ с нарушенной сплошностью, когда часть объёма занята порами, трещинами, пустотами:

v = 1/ rоб, (1.4.17)

 

где rобобъёмная плотность вещества, то есть масса единицы объёма сухого вещества в его естественном ненарушенном состоянии, кг/м3.

Взаимосвязь между r и rоб имеет следующий вид:

 

rоб = r (1 - Ро.п), (1.4.18)

 

где Ро.ппоказатель общей пористости (разрешён термин общая пористость), характеризующий объёмную долю всех пустот в веществе, находящемся в естественном ненарушенном состоянии, определяется как
Ро.п = Vпор / V = Vпор / (Vпор + Vт.ф), отн. ед.; V -объём сухого вещества в естественном ненарушенномсостоянии, м3 ; Vпор , Vт.ф - объём пор, трещин, пустот и твёрдой фазы в веществе, находящемся соответственно в естественном ненарушенном состоянии, м3.

Величина Ро.п может измеряться либо в долях единицы (далее дол. ед.), как в формуле (1.4.18), либо в объёмных процентах. В последнем случае Ро.п определяется как Ро.п = 100 Vпор / (Vпор + Vт.ф) и перед Ро.п в (1.4.18) появляется сомножитель 0,01.

Если вещество, образующее ТС, находится в разрыхленном (разрушенном) состоянии, то v определяется как

 

v = 1/ rнас, (1.4.19)

 

где rнас - насыпная плотность вещества, то есть масса единицы объёма сухого вещества в разрыхленном состоянии, кг/м3.

Величина r нас определяется следующим образом:

 

rнас = rоб р = r(1 - Ро.п)/Кр , (1.4.20)

где Кркоэффициент разрыхления, показывающий, во сколько раз увеличивается объём вещества при его разрыхлении (разрушении),
Кр = Vразр / V; Vразр – объём сухого вещества, получаемый в результате его разрыхления.

На практике обычно принято определять не v, а r, rоб и rнас. Определяются они экспериментально по соответствующим методикам. У многокомпонентных веществ (смесей) плотность может быть рассчитана на основании данных о плотности их отдельных компонентов и их содержании в этих веществах. Метод этого расчёта будет рассмотрен ниже.

Одновременно с удельным объёмом v в термодинамике, при необходимости, используются молярныйVm и абсолютный V объёмы. Последний в основном называют просто объёмом.

Молярный объёмVm - объём 1 моля вещества. Наиболее широко применяется в химической термодинамике и при рассмотрении ТС, образованных газами и их смесями. Он определяется как

 

Vm = V/ nm или Vm = m /r = vm, (1.4.21)

 

где nm - количество вещества, образующего ТС, моль; m - молярнаямасса вещества, кг/моль.

Количество вещества nm - физическая величина, определяемая числом специфических структурных элементов (формульных единиц), образующих это вещество. Специфические структурные элементы (в химической термодинамике их называют формульными единицами) - это реально существующие частицы, такие, как атомы, молекулы, ионы, электроны, условные молекулы кристаллических веществ и полимеров и другие частицы или специфицированные группы частиц.

Единицей измерения количества вещества установлен моль, характеризующий количество вещества системы, содержащей столько же специфических структурных элементов, сколько содержится в 0,012 кг изотопа углерода ( 12 массовое число углерода, то есть сумма протонов и нейтронов в его ядре, 6 – число протонов ). Число атомов в 0,012 кг равно постоянной Авогадро, называемой числом Авогадро, имеющей наиболее достоверное значение (на 1986 г.) N A = 6,02213667 × 1023 моль-1. Таким образом, N A выражает число специфических структурных элементов, содержащихся в одном моле вещества.

Молярнаямасса веществаm - масса одного моля:

 

m = М / nm, (1.4.23)

 

где Ммасса вещества, кг; [ m ] = кг/моль.

На практике m как однокомпонентных, так и многокомпонентных веществ экспериментально не определяют, а рассчитывают, принимая во внимание, что молярная масса однокомпонентного вещества пропорциональна его относительной молекулярной массеМ r ), являющейся, как известно, безразмерной величиной, выражаемой в относительных единицах:

 

m = Km М r(В), (1.4.24)

 

где Km – размерный коэффициент пропорциональности, зависящий от системы единиц и равный: в СИ Km = 1 кг/кмоль = 10-3 кг/моль, в СГС
Km = 1 г/моль.

Следовательно, величина m, выраженная в кг/кмоль и г/моль, численно совпадает с относительной молекулярной массойМ r(В).

Относительная молекулярная массаМ r(В) вещества физическая величина, равная отношению средней массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода :

М r (В) = , (1.4.25)

 

где () – масса атома углерода .

Величина М r(В) зависит от состава молекулы и определяется по формуле:

М r(В) = , (1.4.26)

 

где Ar,i(ХЭ)относительная атомная масса i- го химического элемента, атомы которого входят в состав молекулы вещества; na,i число атомов i- го химического элемента в молекуле; j – количество элементов, образующих молекулу.

Относительная атомная масса Ar,i(ХЭ) химического элемента - физическая величина, равная отношению средней массы атома данного химического элемента при его природном изотопном составе к ():

 

Ar,i(ХЭ) = . (1.4.27)

 

Из равенства (1.4.27) следует, что Ar,i(ХЭ) является безразмерной величиной и выражается в относительных единицах. Величины Ar,i(ХЭ), как известно, приведены в таблице «Периодическая система элементов Д.И. Менделеева».





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-04-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 428 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Неосмысленная жизнь не стоит того, чтобы жить. © Сократ
==> читать все изречения...

4378 - | 4057 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.