Ποιος θα ήταν ο όγκος αέριο ηλίου 1 λίτρου εάν μεταφερθεί σε υγρό ήλιο;

Εδώ είναι πώς να προσεγγίσετε αυτό το πρόβλημα:

Κατανόηση της αλλαγής

* Τα αέρια είναι εξαιρετικά συμπιεστικά: Τα μόρια σε ένα αέριο διαδίδονται πολύ μακριά και ο όγκος μπορεί να αλλάξει σημαντικά με πίεση και θερμοκρασία.

* Τα υγρά είναι πολύ λιγότερο συμπιεσμένα: Τα μόρια συσκευάζονται πιο στενά μαζί και ο όγκος αλλάζει ελάχιστα με πίεση και θερμοκρασία.

Το πρόβλημα

Το κλειδί είναι ότι δεν αλλάζουμε μόνο την κατάσταση του ήλιου από το αέριο σε υγρό. Το συμπιέζουμε επίσης σημαντικά. Για να το καταλάβουμε, πρέπει να γνωρίζουμε τις πυκνότητες και των δύο:

* Πυκνότητα αερίου ηλίου (σε τυποποιημένες συνθήκες): Περίπου 0,1785 g/l

* Πυκνότητα υγρού ηλίου (στο σημείο βρασμού του): Περίπου 125 g/l

Υπολογισμός

1. Μάζα ηλίου: Δεδομένου ότι έχουμε 1 L αερίου ηλίου, η μάζα αυτού του ηλίου είναι:

1 L * 0.1785 g/L =0.1785 g

2. Όγκος υγρού ηλίου: Τώρα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την πυκνότητα του υγρού ηλίου για να βρούμε τον όγκο:

0,1785 g / 125 g / L =0,00143 L

απάντηση

1 λίτρο αερίου ηλίου, όταν μεταφέρεται σε υγρό ήλιο, θα έχει όγκο περίπου 0.00143 λίτρα (ή 1,43 χιλιοστόλιτρα).

Σημαντική σημείωση: Αυτό προϋποθέτει τις ιδανικές συνθήκες και δεν αντιπροσωπεύει πιθανές απώλειες κατά τη διάρκεια της μετάβασης. Στην πραγματικότητα, η αλλαγή όγκου θα ήταν ακόμη πιο δραματική λόγω της σημαντικής συμπίεσης που απαιτείται για τη μετάβαση από ένα αέριο σε ένα υγρό.