Zawartość
Masa molowa dowolnej substancji stałej, ciekłej lub gazowej to liczba gramów substancji w jej formie molekularnej (molowej), która zawiera 6,0221367 X e ^ 23 atomów substancji (liczba Avogadrosa). Jest tak, ponieważ masa substancji zależy od masy cząsteczkowej substancji, która jest określona przez liczbę protonów i neutronów w jądrze atomu. Dlatego masa molowa substancji, takiej jak powietrze, zależy od sumy wszystkich frakcji objętościowych każdego składnika cząsteczkowego pomnożonej przez ich indywidualne masy cząsteczkowe.
Określić główne pierwiastki gazowe, które składają się z powietrza i ich średnie frakcje objętościowe zawierające powietrze (gdzie powietrze jest równe 1 jednostce objętościowej). W kolejności największej wielkości - azot stanowi 78,09 procent powietrza, więc jego frakcja objętościowa wynosi 0,7809. Tlen zawiera 20,95 procent powietrza, więc jego frakcja objętościowa wynosi 0,2095. Argon zawiera 0,933 procent lub część 0,00933. Dwutlenek węgla stanowi 0,03 procent lub ułamek 0,0003. Po tych czterech głównych są pozostałe, z których każda jest zbyt mała, aby wpłynąć na obliczenie masy molowej: Neon 0,000018; hel 0,000005; krypton 0,000001, wodór 0,0000005 i ksenon 0,09 X 10 ^ -6.
(Na marginesie, większość wodoru na świecie łączy się z tlenem tworząc wodę).
Pomnóż każdą frakcję odpowiadającą składnikowi razy jego masę cząsteczkową (pamiętając, że zarówno cząsteczki azotu, jak i tlenu zawierają w powietrzu dwa atomy, więc ich odpowiednie masy atomowe 14,007 i 16 należy pomnożyć przez 2, aby uzyskać masy cząsteczkowe 28,014 i 32) .
Azot: 28,014 X 0,7809 = 21,876 Tlen: 32 X 0,2095 = 6,704 Argon: 39,94 X 0,0033 = 0,3726 Dwutlenek węgla: 44,01 X 0,0003 = 0,013 Neon: 20,18 X 0,000018 = 3,6324 X 10 ^ -4 Hel: 4,00 X 0,000005 = 2,0 X 10 ^ -5 Krypton: 83,8 X 0,000001 = 8,38 X 10 ^ -5 Wodór 2,02 X 0,0000005 = 1,01 X 10 ^ -6 Ksenon: 131,29 X 0,09 X 10 ^ -6 = 1,18 X 10 ^ -5
Dodaj wszystkie frakcje masy cząsteczkowej, aby uzyskać masę molową powietrza 28,9656. Ta liczba oznacza, że jeden mol lub jedna molekularna miara powietrza, która zawiera 6,0221367 X e ^ 23 cząsteczek gazu, waży 28,9656 gramów w standardowych warunkach atmosferycznych wynoszących 60 stopni Fahrenheita i bezwzględne 14,696 funtów na cal kwadratowy (psia). Zajmie to 22,4 litrów lub 22,4 / 28,3168 litrów / stopę sześcienną = 0,7910 stóp sześciennych.