什么是特种气体,工业及特种气体的基本概念

什么叫做工业及特种气体产品:

 

工业上，把常温常压下（1atm 15℃），呈现出气态的物质称为气体产品。

 

通常状况:

 

1atm 25℃（在我所学的教材中是这样的）

 

标准状况:

 

1atm 0℃

 

 

特种气体及工业气体压强：物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强

 

气体压强：根据分子运动论的解释，气体分子在不停地作无规则的运动，在运动的过程中，分子与分子之间一方面相互碰撞，另一方面大量的分子又不停地和气瓶内壁碰撞，从而形成了气体作用于瓶壁的压强。由此可见气体的压强（压力）是气体的大量分子对瓶壁撞击的结果。

 

液体压强：由于液体具有重力而产生的；为什么液体可以被包装，由于具有粘滞阻力。

 

压强单位：

 

1atm=101.325KPa=760mmHg=10mH2O

MPa、bar、Kgf/cm2 （工程大气压）、 Psi等等

 

思考题：上述单位的换算关系是怎样的？！

 

温度：指物体的冷热程度，是客观存在的，是度量物质分子运动平均动能的物理量。

 

摄氏温标：（瑞典天文学家摄尔维斯，Celsius，符号为℃ ）摄氏温标的规定是:在标准大气压下,水(冰)的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分为100等份,每等份为1℃。1990国际温标（ITS-90）对摄氏温标和热力学温标进行统一，规定摄氏温标由热力学温标导出，0℃=273.15K，划分不变。因此冰点并不严格等于0℃（1/10000级才有区别），水的沸点不严格等于100℃（0.01级才有区别）

 

华氏温标：（德国物理学家丹尼尔·家百列·华伦海特 Fahrenheit，符号为℉）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32℉，水的沸点为212℉，中间有180等分，每等分为华氏1度。热力学温标：也称为开氏温标（Kelvin）：以***零度为基点的温度标尺。***零度即460℉/-273.15℃，在此温度下分子处于停止运动状态（0℃＝273.15K）。

 

开氏温标，用符号K表示。是建立在卡诺循环基础上的热力学温标。规定摄氏零度以下273.15℃为零点，称为***零点。其分度法与摄氏温标相同（即***温标上相差1K时，摄氏温标上也相差1℃）；所不同的只是***温标上水的冰点定为273.15K，沸点定为373.15K。目前中国已规定采用这种热力学温标。

 

介绍一下：W.汤姆孙（William　Thomson） 和JJ.汤姆孙（发现电子）**三种温度的换算关系：假设A为摄氏度，B为华氏度，T为开氏温标

 

 

纯度：

 

表示一种混合物质中含各组分的百分比例，有质量百分比也有体积百分比同时也有摩尔百分比，在气体行业中通常指体积百分比或者摩尔百分比。

 

在气体行业内部有这样的简称：N来表示

如：99%=2N；99.98%=3.8N等。

 

纯度仅对纯物质而言。一般认为:在混合物中,主要成分为在98%以上就是纯物质,无论是质量比、体积比还是摩尔比等。气体纯度的计算方法：C=1-∑Ci1PPm=1×10*3PPb=1×10*6PPt（现场演示）

 

质量：

 

表示物质多少的一个物理量。单位名称千克，符号Kg。需要说明的是在中国重量是质量的同义词了。

 

这是因为在生活语言及贸易部门的技术语言中，人们习惯把质量叫做重量。在气瓶标准和技术文件中，对于工业气体及特种气体有关重量的常用术语有：

充装量——气瓶内充装的气体重量。

气瓶净重——瓶体及其不可拆连接件的实际重量（不包括瓶阀、瓶帽、防震圈等可拆件）。

空瓶重量——瓶体及其所有附件（填充物）的重量。只有***气瓶的空瓶重量包含填充物。

实瓶重量——气瓶充装气体后的总重量。

在中国工业生产中质量和重量没有严格的区分的需要注意！！

 

工业及特种气体体积：

 

由于气体分子的热运动，气体总是充满整个气瓶空间。一般情况下，气体分子本身的体积可以忽略不计，所以说到气瓶的容积，通常就是指气瓶中气体所占的体积。在法定计量单位中，体积是用“立方米”来表示，单位符号m3。气瓶的容积单位名称常用“升”来表示，是我国的法定计量单位，单位符号为L。这里谈一个大家通常要用的名词“标方”（标准体积），符号是Nm3。关于“1标方”的定义：在0℃，1个大气压下气体所占据的体积。

 

注意：有些贵重气体（如XEKR等），为计算价格方便，我们常需计算其标准体积。因为充在钢瓶里的气体是压缩气体，这些气体在标准状态下的体积到底是多少呢 ，一般有这样的计算公式VB=10P×VP

 

VB 为标准体积， P为钢瓶内实际压力（单位为MPA），VP为钢瓶实际容积，这样的计算很粗糙，没有考虑压缩因子。

 

工业及特种气体摩尔质量 ：

 

单位物质的质量叫摩尔质量，也叫分子量。如***的摩尔质量为40克/摩尔，氮气的摩尔质量（分子量）为28克/摩尔。

 

由量纲知识有：某些混合气体的摩尔质量的计算方法为（平均分子量）

A M= ∑ m/ ∑ n

B M=∑Mi×Ci （Ci为摩尔百分比）

 

工业及特种气体摩尔体积：

 

单位物质的标准体积叫摩尔体积，大约为22.4升。室温状态下的摩尔体积大约为24升。

 

提示：所谓的单位物质即是1摩尔的物质， 1 摩尔就是 6.023×10*23 个分子或原子的集体。在标准状态下物质的密度就可用摩尔质量/摩尔体积得出，在室温状态下的气体密度可用摩尔质量/24，得出的密度单位为克/升（20）。

 

 

理想气体：

 

理想气体的概念：凡在任何温度、压力下均服从理想气体状态方程的气体

 

理想气体具有两个特征：

A.分子本身必定不占有体积。

B.分子间无相互作用力。

 

从理想气体的定义可以看出来，人们认识气体也是站在实验的基础上而建立的。

 

 

理想气体状态方程：

玻-玛定律 PV=常数 （n，T恒定）*****P34

盖-吕萨克定律 V/T=常数 （n，P恒定）

阿伏加德罗定律 V/n=常数 （P，T恒定）

上述三定律的特点是：

a.压力不太高

b.温度不太低、也不太高

 

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