Что такое объем смеси

Парциальное давление и объем

Когда мы имеем дело со смесями газов, важно знать, что они имеют такие характеристики, как парциальный объем и парциальное давление. Для начала определим, что такое смесь идеальных газов.

Смесь идеальных газов – это смесь нескольких газообразных веществ, которые при заданных условиях не будут вступать в определенные химические реакции.

Понятие парциального давления

Парциальное давление – это особая характеристика, описывающая состояние компонентов смеси идеальных газов. Сформулируем основное определение:

Формула парциального давления будет выглядеть так:

p i = m i μ i R T V = μ i R T V

Следует подчеркнуть, что поскольку средние кинетические энергии молекул смеси равны, то существует и равенство температур всех компонентов газовой смеси, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

Для нахождения давления смеси идеальных газов нужно воспользоваться законом Дальтона в следующей формулировке:

p = ∑ i = 1 N p i = R T V ∑ i = 1 N ν i

Исходя из него, мы можем выразить парциальное давление так:

Понятие парциального объема

У газовой смеси также есть такая характеристика, как парциальный объем.

Парциальный объем V i i -газа в газовой смеси – это такой объем, который мог бы иметь газ при условии отсутствия всех остальных газов и сохранении исходной температуры и объема.

Если речь идет о смеси идеальных газов, то к ней применим закон Амага:

В самом деле, при выражении ν i из формулы выше у нас получится следующее:

ν i = p V i R T ; p = R T V p R T ∑ i = 1 N V i → V = ∑ i = 1 N V i

Для расчета парциального объема газа используется следующая формула:

Нам известно, что параметры, определяющие состояние смеси идеальных газов, будут подчиняться уравнению Менделеева-Клайперона. Формула будет выглядеть так:

Все параметры данного уравнения будут относиться ко всей смеси. Это же уравнение удобнее записать так:

Здесь параметры R s m = R μ s m = R ∑ i = 1 N q i μ i означают удельную газовую постоянную смеси.

Начнем с вычисления количества молей каждого компонента смеси. Для этого можно использовать формулу:

ν H 2 = m H 2 μ H 2

Считаем, что получится:

Теперь с помощью уравнения Менделеева-Клайперона можно найти парциальное давление каждого компонента:

Сначала рассчитаем давление водорода:

p H 2 V = ν H 2 R T → p H 2 = ν H 2 R T V

Парциальное давление будет равно:

Теперь то же самое подсчитываем для гелия:

Чтобы найти общее давление смеси газов, сложим сумму давлений ее составляющих:

Подставляем полученные ранее значения и находим нужный результат:

Начнем с вычисления общей массы газовой смеси.

Переходим к вычислению массовых компонентов смеси:

Тогда газовая постоянная смеси будет равна:

R s m = R ∑ i = 1 N g i μ i

Объем смеси вычисляем с помощью уравнения Менделеева-Клайперона:

V s m = m s m R s m T s m p s m

Источник

Определение молярного объема при химических реакциях

Молярный объем — что это такое в химии

Молярный объем V m — является отношением объема вещества к его количеству, численно равен объему одного моля вещества.

Термин «молярный объем» применим по отношению к простым веществам, химическим соединениям и смесям. Величина зависит от следующих факторов:

Молярный объем вычисляют по формуле:

Молярный объем является характеристикой плотности упаковки молекул в рассматриваемом веществе. В случае простых веществ в некоторых ситуациях допустимо использовать понятие атомного объема.

Исходя из того, что объем газа определяется температурой и давлением, в процессе расчетов принято использовать объемы газов при нормальных условиях (сокращенно — н. у.). За нормальные условия принимают:

Молярный объем какого-либо газа при нормальных условиях:

Молярный объем смеси

Молярный объем смеси:

Молярный объем газов

Закон Авогадро: одинаковые количества газов при одинаковых условиях занимают одинаковый объем.

Молярный объем идеального газа вычисляют с помощью формулы, которая является выводом из уравнения состояния идеального газа.

Молярный объем идеального газа:

где T — является термодинамической температурой;

R — универсальная газовая постоянная.

Молярный объем кристаллов

Объем V я элементарной ячейки кристалла вычисляют с помощью характеристик кристаллической структуры, которые определяют на основании результатов рентгеноструктурного анализа.

Зависимость между объемом ячейки и молярным объемом:

где Z — определяет, сколько формульных единиц в элементарной ячейке.

Значения молярного объема химических элементов

Вычисление химического количества газа по его объему

Объем газа можно рассчитать по его химическому количеству. В этом случае необходимо преобразовать формулу молярного объема путем выражения из нее V :

Таким образом, объем газа равен произведению его химического количества на молярный объем. Продемонстрировать данное утверждение можно на примере. Допустим, что необходимо определить объем (н. у.) метана с химическим количеством 1,5 моль. Используя уравнение, записанное ранее, проведем вычисления:

При известном объеме газообразного вещества можно определить химическое количество рассматриваемого газа. В этом случае следует выразить из уравнения молярного объема n:

Определение объема веществ при химических реакциях

Перед тем, как приступить к расчетам объема веществ, следует ввести понятие плотности. Данный показатель определяется отношением массы вещества к его объему. Плотность измеряют в к г / м 3 (или г/л, г/мл). В случае газообразных веществ плотность принимает очень маленькие значения. Упростить расчеты химических реакций можно, если рассматривать отношение плотностей газов.

Относительной плотностью газа В по газу А называют величину, равную отношению плотностей рассматриваемых веществ или отношению молярных масс этих газов.

Данный параметр обозначают D A ( B ) и определяют по формуле:

В связи с тем, что в расчете относительной плотности используют величины одинаковой размерности, данный параметр является безразмерной величиной. Определить относительную плотность газообразных веществ по некому газу можно с помощью отношения молярных масс этих газов. Например, относительная плотность кислорода по водороду составляет:

Согласно закону Авогадро, в равных объемах различных газов, которые существуют при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же количество молекул. Данная гипотеза была представлена в 1811 году в Турине профессором физики Амедео Авогадро.

Подтверждение теория нашла во множестве экспериментальных опытах. Закон получил название закона Авогадро и стал в дальнейшем количественной основой современной химии. Закон Авогадро в точности реализуем в случае идеального газа. С увеличением разреженности газообразного вещества повышается точность расчетов по этому закону применительно к данному реальному газу.

Первое следствие из закона Авогадро: один моль (одинаковое количество молей) любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем.

Исходя из закона Авогадро, одинаковое число молекул какого-либо газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объем. Наряду с тем, 1 моль какого-то вещества включает в себя (согласно определению) одинаковое количество частиц (к примеру, молекул). Таким образом, при определенных температуре и давлении 1 моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объем.

Если условия соответствуют нормальным, то есть температура равна 0 °C (273,15 К), и давление составляет 101,325 кПа, объем 1 моль газа соответствует 22,413 962(13) л. Данная физическая константа является молярным объемом идеального газа и обозначается Vm.

Вычислить молярный объем при температуре и давлении, отличных от нормальных условий, можно с помощью уравнения Клапейрона:

Второе следствие из закона Авогадро: молярная масса первого газа равна произведению молярной массы второго газа на относительную плотность первого газа ко второму.

Как найти объемные отношения газов в смеси

В процессе вычисления объемных отношений газов, участвующих в химических реакциях, используют закон Гей-Люссака (химический закон объемных отношений). В англоязычной литературе данный закон можно встретить под названием закона Шарля.

Закон Гей-Люссака — закон, демонстрирующий пропорциональную зависимость между объемом газообразного вещества и абсолютной температурой при постоянном давлении (то есть в изобарном процессе).

Закон получил название в честь французского физика и химика Жозефа Луи Гей-Люссака.

Математическое выражение закона Гей-Люссака:

В том случае, когда известно состояние газа при постоянном давлении и двух разных температурах, закон допустимо записывать таким образом:

По итогам химических реакций атомы не исчезают и не возникают. В результате таких процессов происходит их перегруппировка. Количество атомов до реакции и после ее протекания не меняется, что отличает их от молекул. Данное условие учитывают, расставляя стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций.

Коэффициенты в уравнениях реакций демонстрируют числа объемов газов, которые реагируют и образовываются. К примеру, 2 объема водорода и 1 объем кислорода дают 2 объема пара воды:

2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O

V ( Н 2 ) : V ( N 2 ) : V ( N H 3 ) = 3 : 2 : 1

С другой стороны, данные соотношения справедливы лишь в случае веществ, которые участвуют в одной и той же химической реакции. Когда реагент принимает участие в двух параллельных реакциях, его химические количества в данных процессах не связаны и могут принимать любые значения.

n — количество газа.

Выразить молярный объем газов можно в л/моль:

В данной таблице использованы следующие обозначения:

Источник

Искусственное вскармливание

Искусственное и смешанное вскармливание ребенка. Введение прикорма при искусственном вскармливании

Ольга Гончарова врач-педиатр, доктор медицинских наук

Грудное вскармливание уникально по своей природе, потому что лишь материнское молоко может обеспечить малыша не только необходимым количеством жиров, микроэлементов, витаминов (причем в оптимальном для усвоения состоянии), но и такими биологически активными веществами, как ферменты, гормоны, иммуноглобулины, лейкоциты. Эти компоненты очень трудно или даже невозможно ввести в состав искусственных смесей. Недаром в настоящее время ученые предлагают законодательно запретить использование в литературе (или в информации о смесях) терминов «заменители материнского молока», так как такие смеси просто не могут быть созданы. Помимо этого чисто практического значения, важность грудного вскармливания неоспорима для психологического комфорта мамы и малыша, взаимопонимания «матерей и детей» с первых дней жизни.

Однако существуют обстоятельства, при которых грудное вскармливание невозможно. И тогда малыш переводится на искусственное вскармливание, т.е. вскармливание ребенка молочными смесями.

Когда малыша переводят на искусственное или смешанное вскармливание?

Как правильно рассчитать нужный объем смеси?

При искусственном вскармливании важно определить необходимый объем питания ребенка. Суточное количество пищи в зависимости от возраста малыша приведено в таблице 1. Например, если малышу 1 месяц и его масса 3500 г, то суточный объем питания — это 1/5 массы тела, т.е. 700 мл.

Чтобы определить, сколько смеси нужно в одно кормление, разделите суточный объем пищи на число кормлений.

Примерное количество кормлений в течение дня:

Следует отметить, что если при грудном вскармливании до введения прикорма не требуется дополнительно допаивать ребенка кипяченой водой, то при искусственном и смешанном вскармливании это допустимо, причем объем воды не учитывается в общем объеме пищи.

Как приготовить смесь

Сначала внимательно прочтите инструкцию по применению на упаковке. Ее необходимо строго соблюдать. При слишком большом количестве порошка смесь получается перенасыщенной всеми пищевыми веществами, а это может привести к срыгиваниям, неустойчивому стулу, чрезмерной прибавке массы тела. Если же порошка взято слишком мало, то смесь получится низкокалорийной, а это тоже плохо: малыш, оставаясь голодным, будет капризничать, хуже спать, меньше прибавлять в весе.

Воду для приготовления смеси необходимо кипятить. Идеальная температура молочной смеси — 36-37°С. Для получения такой температуры нужно кипяченую, охлажденную до 50-60°С воду налить «в бутылочку. Мерной ложкой отмерьте нужное количество смеси (обязательно убрав излишек). Порошок насыпьте в воду и быстро размешайте до полного растворения. Готовить смесь можно прямо в бутылочке.

Опрокиньте бутылочку вниз, не встряхивая. Смесь должна вначале литься тонкой струйкой, затем — проходить через соску со скоростью 1 капля в секунду.

Затем необходимо несколько капель смеси капнуть себе на запястье — содержимое должно быть близко к температуре тела, то есть практически не ощущаться. Если температура смеси превышает желаемую, можно остудить бутылочку в холодной воде.

Техника кормления ребенка

Для того, чтобы во время кормления было удобно не только малышу, который должен находиться в полувертикальном положении, но и маме, можно использовать дополнительные подушки, положив их под спину. Положение ног мамы может быть различным: можно положить ногу на ногу, можно подставить под ноги невысокую скамейку, можно кормить ребенка и в положении лежа, нежно придерживая при этом малыша. Чтобы уменьшить заглатывание воздуха, наклоняйте бутылочку так, чтобы молоко заполняло соску, а воздух поднялся ко дну бутылочки. После кормления подержите ребенка несколько минут в вертикальном положении, чтобы уменьшить вероятность срыгивания.

Если у мамы нет возможности кормить ребенка грудью, то чувство вины не должно отягощать ее отношения с ребенком.

Можно ли хранить приготовленную смесь?

Если ребенок крепко засыпает к концу кормления, не высосав все из бутылочки, вылейте ее содержимое. Остаток смеси ни в коем случае нельзя оставлять до следующего кормления. Все предметы, необходимые для искусственного вскармливания, как и детскую посуду, нужно сразу после кормления промыть под струей теплой воды, удаляя остатки смеси ершиком для бутылочки и сосок. После этого посуду необходимо стерилизовать (либо кипятить в течение 10-15 минут, либо используя электрический стерилизатор).

Далее все принадлежности для кормления охлаждаются до комнатной температуры и выставляются на чистое полотенце. Делать это следует в течение 1-го месяца жизни ребенка, потом достаточно промывать бутылочку кипяченой водой.

Свободное искусственное вскармливание

Ребенок в разное время суток съедает различное количество пищи, и потребность в еде у него неодинакова. Дети, находящиеся на свободном вскармливании, лучше прибавляют в весе, чем дети на строго дозированном питании.

Однако при искусственном вскармливании врачи советуют использовать частично свободное вскармливание — способ, при котором имеются определенные часы кормления, количество пищи дается по желанию ребенка, но в определенных пределах.

В бутылочку наливают на каждое кормление обычно на 20-30 мл больше, но пищу дают в фиксированные часы (допустимо отклонение в течение 30 минут). Это позволяет правильнее определить оптимальную потребность малыша в пище. Если ребенок не съедает полностью предложенное ему количество пищи, не следует его насильно докармливать.

Ситуации, при которых приходится менять смесь:

При искусственном вскармливании прикорм вводят в 4,5-5 месяцев, тогда как при грудном вскармливании это делают позже — в 5-6 месяцев. Это обусловлено тем, что дети, находящиеся на искусственном вскармливании, получают в составе заменителя женского молока значительное количество «чужеродных» пищевых веществ, что ведет к известной адаптации ребенка к «чужеродному» питанию. Следует отметить, что сроки введения прикормов выбирают индивидуально, после обсуждения с педиатром, который наблюдает малыша.

Овощное пюре считается предпочтительным для первого прикорма у здоровых детей на искусственном вскармливании, оно более богато витаминами, минеральными веществами, пектинами, клетчаткой, которые необходимы для растущего организма. Введение прикорма необходимо начинать с одного вида овощей: кабачков, тыквы, цветной капусты, брокколи, зеленого горошка, картофеля, который не должен составлять более 20% общего объема овощей.

Каши (рисовая, кукурузная, гречневая) вводятся как прикорм через месяц после введения овощей (не ранее 6 месяцев). После 8 месяцев можно вводить и глютенсодержащие крупы (овсяную, манную). Кашу дают ребенку начиная с 1-2 чайных ложек, постепенно доводя ее количество до 120-150 г в день и добавляя 3-4 г топленого сливочного или растительного масла. После каши можно дать малышу фруктовое пюре.

Творог, как источник полноценного белка и некоторых незаменимых аминокислот, солей кальция и фосфора, следует назначать здоровым, нормально развивающимся детям не ранее 5-6 месяцев для обогащения белком блюд прикорма. Количество творога к году не должно превышать 50 г, чтобы избежать высокой солевой и белковой нагрузки на почки ребенка.

Желток сваренного вкрутую куриного яйца следует давать с 6-7 месяцев. Более раннее его введение часто приводит к возникновению аллергических реакций. Желток дают ребенку в протертом виде, смешав с небольшим количеством смеси, начиная с минимальных доз (на кончике ложки) и постепенно доводя его количество до 1/4-1/2 в день. Позднее желток добавляют в кашу или овощное пюре. Лучше давать желток 2 раза в неделю.

Мясо в питание ребенка рекомендуется вводить начиная с 7-7,5 месяцев. При наличии у ребенка непереносимости белков коровьего молока лучше отказаться от введения говядины и телятины, а использовать мясо кролика, белое мясо индейки, курицы и нежирную свинину. При анемии мясное пюре назначают с 5-5,5 месяцев. В 8-9 месяцев мясное пюре заменяют фрикадельками, к концу года — паровыми котлетами. Мясной бульон ребенку первого года жизни давать не рекомендуется, так как пищевая ценность его незначительна, кроме того, он богат экстрактивными веществами, обладающими аллергизирующим действием.

В возрасте 7 месяцев для стимуляции навыков жевания можно дать ребенку сухарик (с кефиром или соком).

Белую морскую рыбу (хек, треска, морской окунь) ребенку можно рекомендовать вместо мяса 1-2 раза в неделю с 8-9 месяцев. Белки рыбы хорошо сбалансированы по аминокислотному составу. Они усваиваются лучше белков мяса; кроме того, рыба богата минеральными веществами, витаминами группы В.

Цельное коровье молоко лучше начинать давать ребенку в конце первого года жизни, но ни в коем случае не ранее 6 месяцев. Кисломолочные продукты в рацион здорового ребенка вводят не ранее 7 месяцев. При аллергии на смеси они вводятся раньше, но их количество не должно превышать 2/3 объема молочной смеси.

Результатом правильного, успешного вскармливания должна стать адекватная прибавка массы тела малыша (см. таблицу 3).

Информация на сайте имеет справочный характер и не является рекомендацией для самостоятельной постановки диагноза и назначения лечения. По медицинским вопросам обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Источник

Сколько смеси в 1 куб м раствора

В нашей повседневной рабочей деятельности мы очень часто сталкиваемся с вопросами конвертации одних единиц измерения в другие. Зачастую перевести одну единицу измерения в другую не составляет труда, используя табличные значения нормативных документов (ГОСТ, СНИП и проч), а иногда, принципы конвертации неочевидны и требуют дополнительных расчетов. В этой статье мы хотим поделиться с вами нашим опытом в решении задачи о том, как связать между собой количество кубов раствора и количество сухой смеси в килограммах. Мы не будем рассматривать все возможные комбинации, а представим принцип решения на конкретном примере, разобравшись в котором вы без проблем сможете решить любую аналогичную задачу. Ведь хорошо известно, что поняв один принцип, не нужно помнить тысячу вещей. Итак, поехали!

В этой статье мы ответим на три вопроса, связанных между собой:

Введение

В вопросе №1 мы выясним, сколько потребуется мешков смеси для получения 1 кубического метра готового раствора. Мы знаем, что раствор это сочетание «вода + смесь» в определенной пропорции. Мы берем некий объем смеси, добавляем некий объем воды (согласно инструкции) и получаем определенный объем раствора.

Важно помнить, что полученный объем раствора часто совсем не равен объему конечного результата, например, из 1м3 раствора пескобетона мы не получим 1м3 готовой стяжки (вода испаряется, смесь дает усадку). Мы выясним, по сути, какую усадку дает готовый раствор при высыхании. Как это сделать рассмотрим в ответе на вопрос №2.

Вопрос №3 тесно связан с вопросами №1 и №2, и, чтобы на него ответить, нужно решить первые две задачи. Вам, возможно, также будет интересна наша статья на gipsoplita.ru, где мы описали способ расчета расхода стяжки под уклоном.

1. Сколько сухой смеси в 1 м3 готового раствора

Чтобы получить 1 куб. метр готового раствора сколько потребуется сухой смеси? Это самый непростой и самый частый вопрос, который возникает у потребителей. Однако, вся сложность вопроса заключается исключительно в доступности информации. Перейдем к деталям.

Источником информации для расчета будет (и должен) являться только официальный сайт производителя выбранной вами смеси. И вам очень повезло, если производитель указал в описании выход готового раствора, тогда ничего считать не придется. Если такой информации на сайте нет, то нужно считать вручную.

Итак, для расчета нам потребуются две характеристики:

Выглядеть это будет примерно так (см рисунок 1):

Для примера мы взяли пескобетон фирмы «Русеан».

Пример расчета. Исходя из указанных выше характеристик мы видим, что 1 м3 раствора весит 2000 кг (2 тонны). Чтобы получить раствор, мы должны замешать воду и смесь из расчета 0,13 литров на 1 кг смеси. Если считать, что 1 литр воды весит 1 кг, то раствор полученный из 1 кг смеси будет весить 1 кг + 0,13 кг = 1,13 кг.
Далее, мы помним, что 1 куб. метр раствора весит 2000 кг. Следовательно нам необходимо выяснить, сколько таких частей по 1,13 кг поместиться в 2000 кг, для этого просто делим 2000/1,13 кг = получаем число 1770.
Это число означает, что нам нужно взять ( 1 кг смеси + 0,13 л воды) и сложить их 1770 раз и тогда мы получим 1 кубический метр раствора, весом 2000 кг.
Итак ответ, для 1 м3 раствора пескобетона потребуется 1770 кг сухой смеси.

[ Вес 1м3 раствора ] / [(1 кг смеси + вес количества воды)]

Сложность, о которой мы говорили в начале главы, заключается в том, что далеко не каждый производитель указывает у себя на сайте «плотность раствора», поэтому придется самостоятельно запрашивать этот показатель напрямую у производителя или через выбранного вами дистрибьютора.

2. Сколько сухой смеси в 1 м3 стяжки

Дать ответ на этот вопрос проще всего рассмотрев конкретный пример расчета. Допустим, перед нами стоит задача сделать стяжку пола объемом 1 куб. Вопрос, сколько потребуется сухой смеси для решения поставленной задачи?

Первое, и единственное, с чего следует начать, это выяснить расход сухой смеси. Эту характеристику любой производитель обязан указывать и на упаковке, и на официальном сайте. Вот как это должно выглядеть (см рисунок 3)

На рисунке мы видим расход при толщине слоя 10 мм (1 см). Это означает, что на основание со сторонами 1м и 1м (1м * 1м = 1 м2), и толщиной слоя 1 см (0,01м) у нас уйдет 18 кг смеси. Изобразим это на схеме (см рисунок 4)

Мы получили такой кусок (срез) толщиной 1 см. Теперь, вопрос, а что такое 1 м3? Это ни что иное, как пачка (стопка) из 100 шт таких кусков по 1 см. Один кубический метр, это куб в основании которого квадрат со сторонами 1 метр на 1 метр, и высотой 1 метр (1м * 1м * 1м = 1 м3). А поскольку в метре 100 сантиметров, нужно взять 100 таких кусков толщиной 1 см и получим 1 кубический метр (см рисунок 5)

Далее все просто, мы знаем, что на 1 элемент уходит 18 кг смеси, то на 100 элементов уйдет 18*100 = 1800 кг смеси. Это и есть ответ.

Итак, обернем все в формулу:

РАСХОД (кг/м2 при слое 1 см) * 100 * КОЛ-ВО КУБОВ = КОЛ-ВО СМЕСИ (КГ)

Пример. Для 5,3 кубических метров стяжки потребуется: 18 кг/м2/1см * 100 * 5,3 = 9540 кг
Примечание. Если производитель указал расход в расчете на 1 мм, то вместо 100, нужно умножать на 1000.

3. Сколько раствора для 1 м3 стяжки

Для решения этого вопроса, как и в разделе 2 мы будем использовать конкретный пример. Итак, снова задача: «Сколько потребуется кубов раствора пескобетона, чтобы сделать 1 м3 готовой стяжки». Вопрос кажется слегка запутанным, но есть хорошая новость, мы уже умеем это делать и делали это раньше. Итак алгоритм (идем от обратного):

На вопрос №1 мы нашли решение в предыдущем разделе, ответ получился 1800 кг.

Заключение

В этой статье мы рассматривали расход на примере стяжки из пескобетона, ввиду того что это самый популярный вопрос. Однако, ничто нас не ограничивает применить те же самые правила и методики расчета для любой смеси, будь то «плиточный клей», «штукатурка», «наливной пол», «шпатлевка» или даже «ремонтный состав». Принципы одни и те же.

Источник