Comment calculer les densités à différentes températures

May 19

Comment calculer les densités à différentes températures


Pour découvrir comment la température affecte la densité d'une substance fluide, utiliser l'une des deux méthodes en fonction du liquide que vous souhaitez mesurer. Pour les gaz, utiliser une adaptation de la loi des gaz parfaits, qui, lorsqu'elle est réécrite, vous donne l'équation pour la densité en fonction de la température et de pression. Pour d'autres fluides tels que l'eau ou de l'alcool, vous devez utiliser plus d'informations pour trouver leurs densités à différentes températures. Lorsque vous avez toutes les informations nécessaires pour le calcul, la résolution qu'il prend juste un peu de mathématiques.

Instructions

Trouver la densité des liquides

1 Soustraire la température finale en degrés Celsius de la température initiale en degrés Celsius.
Par exemple, une température finale de 20 ° C et une température initiale de 30 ° C produirait une différence entre:
30 degrés C - 20 ° C = 10 ° C

2 Multipliez cette différence de température par le coefficient de dilatation thermique volumétrique pour la substance étant mesurée, et ajouter un à ce nombre.
Si vous utilisez l'eau, pour l'exemple, utiliser son coefficient de dilatation thermique volumétrique (0,0002 m3 / m3 degrés C) et le multiplier par la différence de température de l'exemple:
10 ° C = 0,0002 x 10 = 0,002.
Ajouter un à ce nombre pour obtenir: 1 + 0,002 = 1.002.

3 Divisez la densité initiale du fluide par ce numéro pour trouver la densité finale à la nouvelle température. Si la densité initiale de l'eau était de 1000 kg / m3, puis diviser par 1.002 pour trouver la densité finale:
1000 / 1.002 = 998 kg / m3.

Trouver la densité des gaz

4 Ajouter 273,15 aux degrés Celsius pour trouver les degrés en Kelvin. Par exemple, une température de 10 degrés C =
10 + 273,15 = 283,15 Kelvin

5 Multiplier la température en degrés Kelvin par la constante de gaz. Dans l'air sec avec une constante de gaz de 287.05 J / (kg * degreesK)
283,15 x 287,05 = 81278,21

6 Divisez ce chiffre par la pression actuelle mesurée en Pascals pour trouver la densité en kg / m3. Par exemple, une pression de 10.000 Pascals entraînerait
10.000 Pascals / 81278.21 = 0,123 kg / m3

Conseils et avertissements

  • Des coefficients de dilatation volumétrique couramment utilisés comprennent:
  • eau: 0,0002 (m3 / m3 oC)
  • alcool éthylique: 0,0011 (m3 / m3 oC)
  • Pour la constante des gaz de l'air sec, utiliser: 287.05 J / (kg * degK)
  • Vous aurez besoin de connaître la pression d'un gaz mesuré avec les Pascals unitaires. Si vous avez seulement la pression en mb, multiplier la pression en mb by100 pour convertir la pression du gaz à Pascals. (Voir référence 1)