Сколько литров газа в одном килограмме? - коротко
При нормальных условиях один килограмм метана занимает около 1400 литров. Для пропана этот объём составляет примерно 500 литров.
Сколько литров газа в одном килограмме? - развернуто
Объём газа, который помещается в одном килограмме вещества, определяется соотношением массы и молярного объёма при заданных условиях. Для большинства расчётов используют идеальный газ и стандартные условия: температура 0 °C (273,15 K) и давление 1 атм. При этих параметрах один моль любого идеального газа занимает 22,414 литра.
Для получения объёма в литрах достаточно знать молярную массу газа. Один килограмм соответствует 1000 грамм, следовательно количество молей равно 1000 г / M, где M – молярная масса в граммах на моль. Объём V рассчитывается по формуле:
[ V = \frac{1000}{M}\times 22{,}414\; \text{литров}. ]
Таким образом, объём прямо пропорционален обратному значению молярной массы. Ниже приведены расчёты для наиболее распространённых газов:
-
Водород (H₂), M ≈ 2 г/моль
V ≈ 22 414 × 1000 / 2 ≈ 11 207 литров. -
Метан (CH₄), M ≈ 16 г/моль
V ≈ 22 414 × 1000 / 16 ≈ 1 401 литр. -
Этан (C₂H₆), M ≈ 30 г/моль
V ≈ 22 414 × 1000 / 30 ≈ 747 литров. -
Азот (N₂), M ≈ 28 г/моль
V ≈ 22 414 × 1000 / 28 ≈ 801 литр. -
Кислород (O₂), M ≈ 32 г/моль
V ≈ 22 414 × 1000 / 32 ≈ 700 литров. -
Углекислый газ (CO₂), M ≈ 44 г/моль
V ≈ 22 414 × 1000 / 44 ≈ 509 литров.
Если использовать более практичные «нормальные» условия (температура 20 °C, давление 1 атм), молярный объём составляет около 24,0 литра, что даёт чуть большие цифры, но порядок расчётов остаётся тем же.
Важно помнить, что реальный газ при высоких давлениях или низких температурах отклоняется от идеального поведения. В таких случаях применяется уравнение состояния ван-дер-Ваальса или другие коррекции, однако для большинства практических задач, где требуется лишь оценка, формула выше обеспечивает достаточную точность.