Mennyi a levegő súlya? Ez első ránézésre teljesen értelmetlen kérdés, mert a levegőt nem lehet megérinteni, az, ahogy azt szoktuk gondolni, nem gyakorol nyomást ránk, teljesen láthatatlan, nem érezhető, és egyáltalán, hogyan nyomhat valamit a levegő? A vékony és csontos emberekről néha azt mondják: "Igen, ő (vagy ő) könnyebb a levegőnél!". Teljesen abszurd kérdésnek tűnik, hogy mennyi a levegő súlya. És mégis jön valahonnan.
A levegő súlyának kérdése korántsem olyan abszurd, mint amilyennek első pillantásra tűnik. Egyáltalán nem értelmetlen, ha a levegő tömegéről van szó a kémiai reakciók és számítások összefüggésében. A vegyészek általában a levegő moláris tömegével dolgoznak.
Mi ez, és hogyan sikerült a tudósoknak lemérniük a levegőt? Használtak valami speciális súlyt? És mekkora a levegő tömege? Hogyan kell mérni? És mi van, ha nagyon nagy mennyiségű levegő tömegét kell kiszámítania?
Mi a moláris tömeg?
A moláris tömeg egy anyag tömegének az anyag móljaihoz viszonyított aránya (osztásjele). Más szóval, egy anyag moláris tömege ennek egy móljának tömegeanyagok.
A kémiai képletekben a moláris tömeg általánosan elfogadott formája az "M" nagybetű. Vagyis ha az "egy anyag moláris tömege egyenlő" kifejezést képletként kell felírnia, akkor ez így fog kinézni: "M=…"
Általában az alsó index jelzi a szóban forgó anyag moláris tömegét. Egy összetett anyag, például a levegő esetében, amelynek nincs konkrét rövid formája, zárójelben is feltüntethető. Ekkor a levegő moláris tömege jelölhető Mlevegő vagy M (levegő). Ennek ellenére előnyösebb az alacsonyabb indexű írás lehetősége.
Hogyan mérik a moláris tömeget?
A móltömeg mértékegysége a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) a kilogramm/mol. Az orosz változatban rövidített formában ez így fog kinézni: "kg / mol", az elfogadott nemzetközi rövidítés pedig kg / mol. Történelmileg azonban a moláris tömegeket gramm/molban mérték, mivel általában nagyon kis mennyiségekről és anyagmennyiségekről beszélünk, ami azt jelenti, hogy a kilogramm itt csak bonyolítaná a számításokat anélkül, hogy más funkciót látna el.
Mi az a vakond?
Amint fentebb említettük, a moláris tömeg egy mól anyag tömegét fejezi ki. De mi ez a vakond? Hogyan kell kiszámolni? Ki és mikor döntött úgy, hogy kiszámítja a tömeget mólokban?
A
Mol a XIV. Általános Súly- és Mértékkonferencia 1971-ben elfogadott határozata és az Orosz Föderációban használható értékegységekről szóló rendelet szerint a számegy olyan rendszer anyagai, amely annyi szerkezeti elemet tartalmaz, ahány atom van a szén-12-ben, és tömegük 0,012 kg. Az építőelemek lehetnek atomok, molekulák, ionok, elektronok vagy más részecskék, valamint meghatározott részecskecsoportok.
Ennek a mennyiségnek a neve a latin mol szóból ered, jelentése "mennyiség, tömeg, megszámlálható halmaz".
Mekkora a levegő moláris tömege?
Akkor mennyi a levegő súlya? A kémikusok pontos választ tudnak adni erre a kérdésre. A levegő átlagos moláris tömege 28,98 gramm/mol. Az oktatási célú számítás megkönnyítése érdekében ezt a számot általában 29 grammra kerekítik fel mólonként. Ezt a kémiai egyenletek megoldásakor 28,98 g/mol vagy 29 g/mol-ként írjuk. A levegő moláris tömege a tipikus, nagy pontosságot nem igénylő számításokhoz változatlan.
Hogy sikerült kimérned egy mól levegőt?
A levegő különféle gázok keveréke. Főleg nitrogénből és oxigénből áll. A levegőben való részesedésük együttesen több mint 98 százalék. Rajtuk kívül a levegő hidrogént, szén-dioxidot, argont és a Föld légkörét alkotó egyéb gázok nagyon apró szennyeződéseit, valamint a vízgőz legkisebb részecskéit is tartalmaz.
A levegő moláris tömegét az azt alkotó több anyag keverékének moláris tömegeként számítjuk ki. Vagyis ennek megtalálásához meg kell találni a levegőt alkotó egyes anyagok részét képező tömegrészek moláris tömegének számtani súlyozott átlagát.
A kényelem érdekébenA vegyészek számításai a levegőt alkotó gázok móltömegének néhány ideális értékét, valamint ezeknek a gázoknak a levegőben lévő abszolút hányadát veszik figyelembe. A 28,98 gramm/mol számot úgy kapjuk meg, hogy ezen adatok felhasználásával megtaláljuk a számtani súlyozott átlagot.
Egy mól levegő mindig pontosan ennyit fog nyomni?
Mivel a levegő gázok keveréke, instabil vegyület, amelyben az anyagok pontos aránya a különböző körülményektől függően változhat.
Így például a levegő szén-dioxid-tartalma magasabb a nagyvárosokban, mint a vidéki területeken, vagy még inkább az erdőkben, ahol a fák fogyasztják, éppen ellenkezőleg, nagyobb százalékot hozva oxigént az összetételébe. Általánosságban elmondható, hogy a városi környezetben a levegő összetétele is nagymértékben megváltozik a kipufogógázok, a gyárak, vállalkozások működése, a zöldfelületek, betonba és cementbe hengerelt területek egyenetlen koncentrációja, valamint az ipari és rekreációs területek miatt.
A különböző helyeken a levegő összetételében mutatkozó különbségek egy másik megnyilvánulása jól ismert a hegymászók számára. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az oxigénmolekulák nagy tömeggel rendelkeznek, ezért a magassággal a levegő koncentrációja csökken. Következésképpen a hegyvidéken a levegő oxigéntartalma sokkal kevesebb, mint a síkságokon vagy az alföldeken. Ugyanakkor a levegő nitrogénkoncentrációja a magassággal magasabb lesz az oxigénkoncentráció csökkenése miatt, mivel ennek a gáznak kisebb a moláris tömege, mint az oxigén moláris tömege. Ezérta hegycsúcsok meghódítóinak oxigénpalackokat kell magukon hordaniuk, és aki először kerül hegyvidékre, az megszédülhet.
A vízgőz levegőjében lévő gázok koncentrációját is befolyásolja. Tartalmának aránya a levegőben függ a páratartalomtól, a hőmérséklettől, az éghajlattól, az évszaktól és néhány egyéb körülménytől. Részesedése általában nem túl jelentős, de egyes területeken elérheti a több százalékot is.
Hogyan találhat több levegőt?
A levegő moláris tömegének ismeretében kiszámolhatja, hogy mennyivel nyom egy nagyobb térfogatú levegő. Ehhez ismernie kell a levegő mennyiségét.
A levegő tömegét úgy számítjuk ki, hogy megszorozzuk a levegő mennyiségét a moláris tömegével. Ha ezt az állítást képletként írja fel, a számítási séma így fog kinézni: m=V × M. Ebben a képletben m a levegő tömegét jelöli, V a levegő mennyiségét mólokban, M pedig a levegő moláris tömegét levegő.
