Зміст
РРМ означає "частки на мільйон". Ug означає мікрограми. Мікрограм дорівнює мільйонній частині грама. Частини на мільйон - це різний вид вимірювання щільності, порівнюючи один тип молекули з кількістю всіх молекул в одному обсязі. Відмінність між двома показниками щільності можна проілюструвати перетворенням щільності вуглекислого газу з однієї одиниці вимірювання щільності в іншу. Зауважте, що перетворення не є простим питанням множення на один коефіцієнт. Перетворення замість цього залежить від температури та тиску.
Припустимо, вимірювання CO2, взяті в певному місці, дають показник 380 PPM.
Припустимо також, що місце, де проводилося зчитування, знаходиться при стандартному тиску та температурі (SPT). SPT становить 0 градусів Цельсія (або 273 градуси Кельвіна) і 1 атмосфера (атм) тиску газу. Атмосфера тиску дорівнює приблизно 14,8 фунтів на квадратний дюйм (PSI), атмосферний тиск на рівні моря (більше або менше).
Визначте, яке молярне число знаходиться, скажімо, в літрі повітря на цьому місці вимірювання, зробивши обгрунтоване припущення, що газ поводиться як ідеальний газ. Це припущення дозволяє використовувати рівняння ідеального газу, PV = nRT. Для непосвячених P означає тиск, V - об'єм, n - кількість молей (моль; одиниця для підрахунку молекул), а R - константа пропорційності. Т - для абсолютної температури, а тому вимірюється в градусах Кельвіна (К). Якщо P знаходиться в атмосфері (атм), а V - в літрах (L), то R дорівнює 0,08206 L_atm / K_mol.
Продовжуючи приклад вище, PV = nRT стає 1 атм_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273K. Одиниці скасовують, щоб дати n = 0,04464 молей.
Застосуйте число Авагадро до молярного числа, щоб знайти кількість молекул повітря в об'ємі, що цікавить. У науковому позначенні число Авагадро становить 6,022х10 ^ 23 молекул на моль, де карета ^ посилається на експоненцію.
Продовжуючи приклад СО2, n = 0,04464 моль відноситься до 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,668x10 ^ 22 молекул.
Помножте молекулярну кількість на пропорцію PPM, що становить CO2.
380 PPM означає, що 0,0380% молекул в об'ємі - це CO2. (Просто розділіть 380 на мільйон, щоб отримати пропорцію.) 0,0380% x2,688x10 ^ 22 дорівнює 1,02x10 ^ 19 молекул CO2.
Перетворіть кількість молекул CO2 у кількість молей, поділивши на число Авагадро.
Продовжуючи приклад, 1,02x10 ^ 19 / 6,022x10 ^ 23 = 1,69x10 ^ -5 молей CO2 в літрі повітря.
Перетворіть кількість молей у грами.
Продовжуючи приклад CO2, мольна маса CO2 - це сума молярної ваги одноатомного вуглецю плюс удвічі більше молярної маси одноатомного кисню, що становить 12,0 та 16,0 грамів на моль відповідно (що ви можете знайти на більшості будь-якої періодичної діаграми) . Таким чином, СО2 має молярну масу 44,0 г / моль. Отже 1,69х10 ^ -5 молей CO2 дорівнює 7,45х10 ^ -4 грам.
Розділіть на вказаний раніше обсяг, перерахований на одиниці кубічних метрів.
Продовжуючи приклад CO2, об'єм визначався як 1 літр назад на кроці 3. Отже, у вас 7,45х10 ^ -4 грами на літр. Це 0,000745 г / л, або 745 мкг на літр (виявляється просто множенням 0,000745 на мільйон). Існує тисяча літрів на кубічний метр. Так щільність стає 745 000 мкг на метр куб. Це ваша остаточна відповідь.