Σχέση όγκου - βάρους αερίων

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Από τη Φυσική είναι γνωστό ότι το ειδικό βάρος ενός αερίου λέγεται το βάρος που έχει η μονάδα του όγκου του. Ενώ ειδικός όγκος ενός αερίου λέγεται το αντίθετο, δηλαδή ο όγκος που καταλαμβάνει η μονάδα του βάρους αυτού.

Στην εφαρμογή των μέτρων ως μονάδα βάρους στο μετρικό σύστημα χρησιμοποιείται το χιλιόγραμμο (kg) εις δε το αγγλικό η λίμπρα (lb). Ως μονάδα όγκου στο μετρικό σύστημα είναι το κυβικό μέτρο (m3) ενώ στο αγγλικό το κυβικό πόδι (ft3).

  • Επομένως ειδικό βάρος ενός αερίου στο μεν μετρικό σύστημα είναι το βάρος σε kg που έχει 1 m3 του αερίου, στο δε αγγλικό το βάρος σε lb που έχει 1 ft3. Και αυτό μετριέται σε kg/m3 (χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο) ή σε lb/ft3 (λίμπρες ανά κυβικό πόδι).
  • Κατ΄ επέκταση ειδικός όγκος ενός αερίου στο μεν μετρικό σύστημα είναι ο όγκος σε m3 που καταλαμβάνει 1 kg βάρους του, στο δε αγγλικό σύστημα ο όγκος σε ft3 που καταλαμβάνει μία lb αυτού. Και αυτό μετριέται σε m3/kg (κυβικά μέτρα ανά χιλιόγραμμο) ή σε ft3/lb (κυβικούς πόδες ανά λίμπρα).

Κατόπιν των παραπάνω τόσο το ειδικό βάρος όσο και ο ειδικός όγκος προσδιορίζονται αν διαιρεθούν οποιοδήποτε βάρος δια του όγκου που καταλαμβάνει ή ο οποιοσδήποτε όγκος του αερίου δια του βάρους που έχει αυτός ο όγκος. Συνεπώς αν Β το βάρος ενός αερίου, V ο όγκος του αερίου, γ το ειδικό του βάρος, και v ο ειδικός του όγκος, τότε προκύπτουν οι ακόλουθοι τύποι:

γ = Β / V και επίσης v = V / B, και ακόμη
γ = 1 / v και επίσης v = 1 / γ.

Συμπέρασμα: Από τους παραπάνω τύπους αλλά και απ΄ όσα έχουν προηγουμένως αναφερθεί ειδικό βάρος και ειδικός όγκος βρίσκονται σε αντίστροφη σχέση μεταξύ τους. Σημειώνεται επίσης ότι το ειδικό βάρος και ο ειδικός όγκος των αερίων δεν είναι σταθερά όπως συμβαίνει στα στερεά και υγρά σώματα αλλά εξαρτώνται πάντοτε από την πίεση και την θερμοκρασία τους. Δηλαδή όσο μικρότερη η πίεση και υψηλότερη η θερμοκρασία του αερίου τόσο αραιότερο είναι αυτό και επομένως τόσο μικρότερο το ειδικό του βάρος ή τόσο μεγαλύτερος ο ειδικός του όγκος.
Κάθε φορά που προσδιορίζεται ή μετριέται το ειδικό βάρος ή ο ειδικός όγκος ενός αερίου πρέπει να καθορίζεται και η πίεση και θερμοκρασία του κατά την στιγμή της μέτρησης.

Παράδειγμα εφαρμογής: Αν ληφθεί ότι η πίεση του ατμοσφαιρικού αέρα είναι 760 mmHg και θερμοκρασία 0 βαθμοί C έχει ειδικό βάρος γ=1,293 kg/m3, προσδιορίζεται εύκολα ο ειδικός όγκος από τον παραπάνω τύπο v = 1 / γ. Δηλαδή ειδικός όγκος αέρος v = 1 / 1,293 = 0,778 m3/kg.