특정 량은 각 요소 또는 재료의 특성 집중 속성이다. 특정 양의 물질 (킬로그램 또는 그램)이 차지하는 부피 간의 관계로 수학적으로 정의됩니다. 즉, 밀도의 역수입니다.
밀도는 물질 1mL의 무게 (액체, 고체, 기체 또는 균질 또는 이질 혼합물)의 무게를 나타내며, 특정 부피는 1g (또는 1kg)을 차지하는 부피를 나타냅니다. 따라서 물질의 밀도를 알면 특정 부피를 결정하기 위해 역수를 계산하는 것으로 충분합니다.
"특정"이라는 단어는 무엇을 의미합니까? 어떤 속성이 구체적이라고 말하면, 그것은 그것이 질량의 함수로 표현된다는 것을 의미합니다. 이것은 그것의 광범위한 속성 (질량에 의존)에서 집중적 인 속성 (시스템의 모든 지점에서 연속적)으로의 변환을 허용합니다.
비체 적이 일반적으로 표현되는 단위는 (m 3 / Kg) 또는 (cm 3 / g)입니다. 그러나이 속성은 질량에 의존하지 않지만 물질에 입사하는 온도 또는 압력과 같은 다른 변수에 의존합니다. 이로 인해 1g의 물질이 더 높은 온도에서 더 많은 부피를 차지하게됩니다.
물의
첫 번째 이미지에서 액체 표면과 섞이려는 물방울을 볼 수 있습니다. 그것은 자연적으로 물질이기 때문에 그 질량은 다른 것과 같이 부피를 차지합니다. 이 거시적 부피는 부피와 분자의 상호 작용의 산물입니다.
물 분자는 분자 질량이 약 18g / mol 인 화학식 H 2 O를 갖는다. 그것이 나타내는 밀도는 온도에 따라 달라지며 거시적 규모에서 분자 분포는 가능한 한 균질 한 것으로 간주됩니다.
온도 T에서 밀도 값 ρ를 사용하여 액체 물의 특정 부피를 계산하려면 다음 공식을 적용하면 충분합니다.
v = (1 / ρ)
비중병을 사용하여 물의 밀도를 실험적으로 결정한 다음 수학적 계산을 수행하여 계산됩니다. 각 물질의 분자가 서로 다르기 때문에 결과적인 비체 적도 마찬가지입니다.
넓은 온도 범위에서 물의 밀도가 0.997 kg / m 3 이면 비체 적은 1.003 m 3 / kg입니다.
공중에서
공기는 주로 질소 (78 %), 산소 (21 %), 마지막으로 지구 대기의 다른 가스로 구성된 균질 한 기체 혼합물입니다. 그것의 밀도는 효율적으로 상호 작용하지 않고 모든 방향으로 전파되지 않는 모든 분자 혼합물의 거시적 표현입니다.
물질이 연속적이라고 가정하기 때문에 용기에 퍼져도 성분이 변하지 않습니다. 다시 말하지만, 설명 된 온도 및 압력 조건에서 밀도를 측정하여 1g의 공기가 차지하는 부피를 결정할 수 있습니다.
비 체적이 1 / ρ이고 ρ가 물보다 작기 때문에 비 체적이 더 큽니다.
이 사실에 대한 설명은 물과 공기의 분자 상호 작용에 기초합니다. 후자는 습도의 경우에도 매우 추운 온도와 고압에 노출되지 않는 한 응축되지 않습니다.
스팀에서
같은 조건에서 증기 1 그램이 공기 1 그램보다 더 많은 양을 차지할까요? 공기는 물 분자와 달리 위에서 언급 한 기체의 혼합물이기 때문에 기체 상태에서 물보다 밀도가 높습니다.
비체 적은 밀도의 역이기 때문에 1 그램의 증기는 공기 1 그램보다 더 많은 양 (더 밀도가 낮음)을 차지합니다.
유체로서의 증기의 물리적 특성은 열교환 기 내부, 습도 증가, 기계 청소 등 많은 산업 공정에서 필수적입니다.
특히 유체 역학과 관련하여 산업 내에서 대량의 증기를 처리 할 때 고려해야 할 변수가 많습니다.
질소
나머지 가스와 마찬가지로 밀도는 압력 (고체 및 액체와 달리) 및 온도에 따라 크게 달라집니다. 따라서 특정 부피의 값은 이러한 변수에 따라 다릅니다. 따라서 집약적 특성 측면에서 시스템을 표현하기 위해 특정 부피를 결정할 필요가 있습니다.
실험값이 없으면 분자 추론을 통해 질소의 밀도를 다른 가스의 밀도와 비교하기 어렵습니다. 질소 분자는 선형 (N≡N)이고 물의 분자는 각을 이룹니다.
"라인"은 "부메랑"보다 부피가 적기 때문에 밀도 (m / V)의 정의에 따라 질소는 물보다 밀도가 더 높을 것으로 예상 할 수 있습니다. 1.2506 Kg / m 3 의 밀도를 사용 하여이 값이 측정 된 조건에서 비체 적은 0.7996 m 3 / Kg입니다. 단순히 역수 (1 / ρ)입니다.
이상 기체의
이상 기체는 다음 방정식을 따르는 기체입니다.
P = nRT / V
방정식은 분자 구조 나 부피와 같은 변수를 고려하지 않음을 알 수 있습니다. 또한 시스템에 의해 정의 된 공간에서 가스 분자가 서로 어떻게 상호 작용하는지 고려하지 않습니다.
제한된 범위의 온도와 압력에서 모든 가스는 동일하게 "동작"합니다. 이러한 이유로 이상 기체 방정식을 따른다고 가정하는 것이 어느 정도 유효합니다. 따라서이 방정식에서 비 체적을 포함하여 가스의 여러 특성을 결정할 수 있습니다.
이를 해결하려면 밀도 변수 인 질량과 부피로 방정식을 표현해야합니다. 몰은 n으로 표시되며, 이는 가스 질량을 분자 질량 (m / M)으로 나눈 결과입니다.
방정식에서 가변 질량 m을 취하여 부피로 나누면 밀도를 얻을 수 있습니다. 여기에서 밀도를 지우고 방정식의 양쪽을 "뒤집는"것으로 충분합니다. 이를 통해 최종적으로 특정 부피가 결정됩니다.
아래 이미지는 이상 기체의 특정 부피의 최종 표현에 도달하는 각 단계를 보여줍니다.
참고 문헌
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