تعریف چگالی را کنار معادلهٔ گاز بنویس
چگالی برابر جرم تقسیم بر حجم است. در رابطهٔ گاز، n را میتوان از جرم تقسیم بر جرم مولی نوشت. این دو مسیر به رابطهای میان چگالی، جرم مولی، فشار و دما میرسند.
ρ=m/V | n=m/M | PV=nRT؛ مجهول را پیش از حذف نمادها مشخص کن.
فرمول نهایی را بدون واحد حفظ نکن
حتی اگر رابطهٔ مستقیم چگالی و جرم مولی را میدانی، ثابت گاز با واحدهای P و V باید سازگار باشد و دما باید در مقیاس مطلق وارد شود. نوشتن واحدها جلوی خطای ضریب را میگیرد.
برای جرم مولی، دادههای یک حالت کافی است
اگر جرم نمونه، حجم، فشار و دما داده شدهاند، ابتدا تعداد مول را از معادلهٔ گاز یا رابطهٔ خواستهشده به دست آور و سپس جرم مولی را از m/n حساب کن. مسیر را نمادی نگه دار تا گردکردن کم شود.
نمونهٔ سادهٔ حجم و جرم
گازی با جرم ۴ گرم در حجم ۲ لیتر قرار دارد؛ چگالی آن ۲ گرم بر لیتر است. برای یافتن جرم مولی از این عدد، فشار و دما نیز لازماند مگر آنکه شرایط یا حجم مولی مناسب در سؤال داده شده باشد.
در فشار ثابت، اثر دما را جهتدار پیشبینی کن
برای یک گاز با جرم مولی ثابت و فشار ثابت، افزایش دمای مطلق با کاهش چگالی در مدل ایدهآل همراه است. این پیشبینی را پیش از محاسبه بنویس تا جای T در نسبت وارونه نشود.
در دمای ثابت، اثر فشار را مقایسه کن
با ثابتبودن دما و نوع گاز، افزایش فشار چگالی را بیشتر میکند. اگر هم فشار و هم دما تغییر کردهاند، اثر هر دو را در نسبت کامل نگه دار و از نتیجهگیری تکعاملی پرهیز کن.
دو گاز را با شرایط مشترک نسبتگیری کن
در فشار و دمای یکسان، چگالی با جرم مولی متناسب میشود. برای شرایط متفاوت، P و T را نیز در نسبت وارد کن. عبارت «گاز سنگینتر» را به جرم مولی یا چگالی مورد نظر سؤال دقیق کن.
حجم مولی را فقط با شرط مناسب استفاده کن
اگر سؤال حجم مولی را برای شرایط مشخص داده است، میتوان جرم مولی را از جرم یک حجم متناظر یافت. عدد حجم مولی را برای هر دما و فشار ثابت فرض نکن؛ شرایط همراه داده بخشی از مسئله است.
شناسایی گاز را با دقت داده انجام بده
پس از محاسبهٔ جرم مولی، آن را با گزینهها یا مواد دادهشده مقایسه کن. اختلاف کوچک میتواند از گردکردن یا دقت آزمایش باشد؛ رقمهای میانی را زود گرد نکن و واحد گرم بر مول را حفظ کن.
سه کنترل نهایی
- دما در رابطهٔ گاز مطلق باشد.
- واحد ثابت گاز با فشار و حجم سازگار باشد.
- جرم مولی واحد جرم بر مول و چگالی واحد جرم بر حجم داشته باشد.
برای تبدیلها از راهنمای تبدیل واحد و برای مقدار ماده از مول و جرم کمک بگیر.