空中实验室的分子量解释

作品简介:

当所有其他变量都存在时，理想气体定律可以用来寻找任何缺失的变量。理想气体定律是这样表述的:PV=nRT, P是气体压强，V是气体体积，单位是升，n是气体的摩尔数，R是“气体”常表示为0.0821 L atm/ K mol, T为气体的温度，单位为开尔文。这个方程提供了理想气体物理行为的一个有用的、一般的描述。

整体实验的目的是通过使用理想的气体法找到空气的分子量。一部分的目的是通过使用Mylar Balloon找到氦样品的表观质量。该实验包括大量填充气球和氦气的球囊，并通过将相应的值取代成等式来找到表观质量的差异，ΔM= [N *的空气分子量] - [N *原子重量他]。为了替代价值n，本集团必须完成实验室的第二部分。第二部分的目的是找到带有游标传感器的气球的压力，体积和温度，然后通过将值替换为操纵的理想气体法律方程，n = PV / Rt。

实验:

空气实验室的分子量计算程序从学生的课程网站上获得

结果：

第1部分：

表1:充气和氦气球的质量

	试验1	试验2	试验3	平均
米充气气球	2.88克	2.88克	2.88克
米他的气球	(气球B) 1.99 g	（气球e）1.72 g	(气球C) 1.64 g
∆米	.890 G.	1.16 G.	1.24 G.	1.10克

第2部分:

表2：p，v和氦样品的t

	试验1	试验2	试验3
压力	0.970自动取款机	0.970自动取款机	0.970自动取款机
体积	.940 L	1.39升	1.50 L.
温度	298 K	298 K	298 K

表3:He的计算摩尔数

	试验1	试验2	试验3	平均
n =	0.037摩尔他	0.055 mol他	0.060摩尔他	0.050 mol他

示例计算:

摩尔的计算

0.970自动取款机	.940 L	K *摩尔		= 0.037 mol.
		0.082057 L * atm	298 K

∆m = m_充气气球- M._氦气球

2.88 g -1.99 g = 0.890 g

讨论

为了确定空气的分子量，实验分为两部分:第一部分是确定一个空的Mylar气球和一个充氦的Mylar气球的表观质量，以计算质量的变化。群众被记录在一张桌子上。为了计算∆m，小组使用了两个气球的质量差。质量的变化没有什么不寻常的。该小组期望看到空气和氦气之间的质量变化，根据先前的知识，氦气填充的气球比充气的气球“轻”，这导致它上升。在第二部分中，实验小组使用了一个游标传感器和LoggerPro来测定并记录空气的体积和温度，空气的体积和温度与氦气相同。在找到两个气球的∆m，氦的分子质量，并使用理想气体定律方程解出摩尔数后，小组能够解出未知数-空气的摩尔质量，再次使用方程PV=nRT。

空气的主要成分为78%的氮₂约21％o₂．空气的质量是28.97 g/mol是合理的，因为氮气的质量是0.78 g/mol，氧气的质量是0.21 g/mol₂约为6.7克，占N的摩尔质量的78％₂大约是21.8克。当这两个值加在一起，你得到28.5 g，这非常接近空气分子量的可接受值，28.97 g。所得的空气分子量为26.0 g，略小于可接受的28.97 g。达到了测定实验室空气分子质量的目的。

理想气体定律假设，所涉及的气体分子不相互作用，是完美的球形，只是相互反弹。

可能的错误来源来自测量充满气球的体积。很难在充满水箱中稳定地将空气填充的气球握住并测量气球的体积而没有组成员的手影响它。而且，在水箱中不稳定地握住气囊导致波浪和水溢出，这影响了该体积，这反过来影响了取代的值，这导致歪斜的气体方程。另一个错误来源是理想气体法的一般思想，这假设物质的分子不会与他人相互作用。由于空气分子不断地遇到分散力，因此这种假设是错误的。在样本计算中计算误差误差，发现仅为10.3％。

结论：

总的来说，确定空气分子量的实验目标是成功的。基本的实验方法是通过计算充气气球和氦气气球的质量差来实现的。下一步是用游标传感器计算压力和室温，以及通过水的排水量计算气球的体积。把这四个值代入理想气体方程，n=PV/RT，求出空气的摩尔数。空气的分子量是用氦的质量变化量和摩尔质量除以发现的空气的摩尔数来计算的，如样本计算所示。空气的分子量为26.0 g。