При нормальных условиях (н.у.), под которыми в химии и физике обычно подразумеваются температура °C (273,15 K) и давление кПа (1 атм), масса одного литра азота составляет приблизительно 1,25 грамма. Ниже приведен подробный расчет и обоснование этого значения. Теоретическое обоснование Для определения массы газа используется закон Авогадро и уравнение состояния идеального газа. Согласно закону Авогадро, один моль любого идеального газа при нормальных условиях занимает объем литра. Пошаговый расчет
- Определение молярной массы:
Азот в свободном состоянии существует в виде двухатомной молекулы . Атомная масса азота по таблице Менделеева составляет примерно 14,007 г/моль. Следовательно, молярная масса молекулярного азота:
Расчет плотности (массы 1 литра):
Плотность газа при нормальных условиях вычисляется путем деления молярной массы на молярный объем:
Влияние условий на вес Важно различать «нормальные условия» (Standard Temperature and Pressure — STP) и «стандартные условия», так как в разных стандартах значения могут варьироваться:
| Условия | Температура | Давление | Масса 1 литра |
|---|---|---|---|
| Нормальные (ГОСТ/IUPAC) | 0 °C | 101,325 кПа | ~1,250 г |
| Стандартные (SATP) | 25 °C | 100 кПа | ~1,131 г |
| Технические (20 °C) | 20 °C | 101,325 кПа | ~1,165 г |
Физический вес (с учетом выталкивающей силы) Стоит отметить, что если взвешивать 1 литр азота на весах в воздушной среде, весы покажут 0 грамм (за вычетом веса тары), так как плотность азота практически идентична плотности окружающего воздуха (воздух на 78% состоит из азота). Указанная масса 1,25 г — это истинная масса вещества (масса в вакууме). Я могу рассчитать массу азота для других параметров давления и температуры или перевести этот объем в состояние жидкого азота. Хотите, чтобы я это сделал?