Плотность и относительная плотность 2020

Диапазон плотностей в природе

Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

• Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (2·10−31—5·10−31 кг/м³, без учёта тёмной материи).
• Плотность межзвёздной среды приблизительно равна 10−23—10−21 кг/м³.
• Средняя плотность красных гигантов в пределах их фотосфер много меньше, чем у Солнца — из-за того, что их радиус в сотни раз больше при сравнимой массе.
• Плотность газообразного водорода (самого лёгкого газа) при стандартных условиях равна 0,0899 кг/м³.
• Плотность сухого воздуха при стандартных условиях составляет 1,293 кг/м³.
• Один из самых тяжёлых газов, гексафторид вольфрама, примерно в 10 раз тяжелее воздуха (12,9 кг/м³ при +20 °C)
• Жидкий водород при атмосферном давлении и температуре −253 °C имеет плотность 70 кг/м³.
• Плотность жидкого гелия при атмосферном давлении равна 130 кг/м³.
• Усреднённая плотность тела человека от 940—990 кг/м³ при полном вдохе, до 1010—1070 кг/м³ при полном выдохе.
• Плотность пресной воды при 4 °C 1000 кг/м³.
• Средняя плотность Солнца в пределах фотосферы около 1410 кг/м³, примерно в 1,4 раза выше плотности воды.
• Гранит имеет плотность 2600 кг/м³.
• Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³.
• Плотность железа равна 7874 кг/м³.
• Плотность металлического урана 19100 кг/м³.
• Плотность золота 19320 кг/м³.
• Самые плотные вещества при стандартных условиях — металлы платиновой группы (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина). Имеют плотность 21400—22700 кг/м³.
• Плотность атомных ядер приблизительно 2·1017 кг/м³.
• Теоретически верхняя граница плотности по современным физическим представлениям — это планковская плотность 5,1⋅1096 кг/м³.

Физические свойства

Инертные газы имеют самые большие в своём периоде энергии ионизации

Инертные газы бесцветны, прозрачны и не имеют запаха и вкуса. В небольшом количестве они присутствуют в воздухе и некоторых горных породах, а также в атмосферах некоторых планет-гигантов и планет земной группы. Гелий является вторым (после водорода) по распространённости элементом во Вселенной, однако для Земли он является редким газом, который улетучился в космос во время образования планеты. Почти весь добываемый гелий является радиогенным продуктом происходящего в течение миллиардов лет в недрах Земли альфа-распада урана, тория и их дочерних элементов; лишь малая часть земного гелия сохранилась от эпохи образования Солнечной системы. Аналогично, по большей части радиогенным является и аргон, возникший в результате постепенного радиоактивного распада калия-40.

При нормальных условиях все элементы 8-й группы (кроме, возможно, оганесона) являются одноатомными газами. Их плотность растёт с увеличением номера периода. Плотность гелия при нормальных условиях примерно в 7 раз меньше плотности воздуха, тогда как радон почти в восемь раз тяжелее воздуха.

При нормальном давлении температуры плавления и кипения у любого благородного газа отличаются менее чем на 10 °C; таким образом, они остаются жидкими лишь в малом температурном интервале. Температуры сжижения и кристаллизации растут с ростом номера периода. Гелий под атмосферным давлением вообще не становится твёрдым даже при абсолютном нуле — единственный из всех веществ.

Как рассчитать удельный вес металлов

Как определить УВ — этот вопрос часто встает у специалистов занятых в тяжелой промышленности. Эта процедура необходима для того, что бы определить именно те материалы, которые будет отличаться друг от друга улучшенными характеристиками.

Одна из ключевых особенностей металлических сплавов заключается в том, какой металл является основой сплава. То есть железо, магний или латунь, имеющие один объем будут иметь разную массу.

Плотность материала, которая рассчитывается на основании заданной формулы имеет прямое отношение к рассматриваемому вопросу. Как уже отмечено, УВ – это соотношение веса тела к его объему, надо помнить, что эта величина может быть определена как силу тяжести и объема определенного вещества.

Для металлов УВ и плотность определяют в той же пропорции. Допустимо использовать еще одну формулу, которая позволяет рассчитать УВ. Она выглядит следующим так УВ (плотность) равна отношению веса и массы с учетом g, постоянной величины. Можно сказать, что УВ металла может, носит название веса единицы объема. Дабы определить УВ необходимо массу сухого материала поделить на его объем. По факту, эта формула может быть использована для получения веса металла.

Кстати, понятие удельного веса широко применяют при создании металлических калькуляторов, применяемых для расчета параметров металлического проката разного типа и назначения.

УВ металлов измеряют в условиях квалифицированных лабораторий. В практическом виде этот термин редко применяют. Значительно чаще, применяют понятие легкие и тяжелые металлы, к легким относят металлы с малым удельным весом, соответственно к тяжелым относят металлы с большим удельным весом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Кристаллизация

Кристаллизация в молекулярной физике — это фазовый переход вещества из жидкого в твердое состояние, т.е. процесс, обратный плавлению. Кристаллизация происходит с выделением теплоты, которую требуется отводить. Температура совпадает с точкой плавления, весь процесс в физике описывается формулой:

Где:

• Q — количество теплоты;
• λ — теплота плавления;
• m — масса.

В молекулярной физике приведенная формула описывает как кристаллизацию, так и плавление, поскольку они, по сути, являются двумя сторонами одного процесса. Для того чтобы вещество кристаллизовалось, необходимо охладить его до температуры плавления, а затем отвести количество тепла, равное произведению массы на удельную теплоту плавления (λ). Во время кристаллизации температура не меняется.

Существует еще один вариант понимания этого термина, используемого в молекулярной физике — кристаллизация из перенасыщенных растворов. В этом случае причиной перехода становится не только достижение определенной температуры, но и степень насыщения раствора определенным веществом. На определенном этапе количество частиц растворенного вещества становится слишком большим, что вызывает образование мелких монокристалликов. Они присоединяют минимальные структурные единицы из раствора, производя послойный рост. В зависимости от условий роста кристаллы имеют не одинаковую форму.

Расчеты по химическим формулам с использованием объема грамм-молекулы газа

Зная, что объемы грамм-молекул газов при одинаковых условиях равны, легко высчитать объем любого количества газа, что иногда гораздо важнее, чем знание его веса.

Пример 1. Какой объем займут 6 г водорода Н2 при нормальных условиях?

Дано:
6г Н2
Найти
V_H2 (л) ?

Решение:
Так как грамм-молекула любого газа, а значит, и водорода при нормальных условиях занимает объем 22,4 л, а 1 моль водорода Н2 — это 2 г, то 2 г Н2 занимают объем, равный (при нормальных условиях) 22,4 л, а 6 г Н2 займут объем х л. Составим пропорцию: 2 : 6 = 22,4 : х
x = (6 · 22,4) : 2 = 67,2 л.
Ответ: 6 г водорода при нормальных условиях занимают объем 67,2 л.

Пример 2. Сколько весят 5,6 л двуокиси углерода СО2?

Дано:
5,6 л СО2
Найти
Р_СО2 (г) ?

Решение:
Исходим снова из того, что грамм-молекула любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л и прежде всего высчитываем, чему равна грамм-молекула СО2. Она рав на:
22 + 16 · 2 = 44 гг
44 г СО2 занимают объем 22,4 л, а х г СО2 — объем 5,6 л. Составим и решим пропорцию:
44 : х = 22,4 : 5,6;
х = (44 · 5,6) : 22,4 = 11 г СО2
Ответ: 5,6 л двуокиси углерода весят 11 г.

■ 7. Рассчитайте, сколько весит 1 л следующих газов: (См. Ответ)
а) азота N2; б) аммиака NH3; в) хлора Сl2; г) окиси углерода СО.

8. Определите, какой объем займет 1 г каждого газа из перечислен- ных в вопросе 7. 9. Сколько весит 1 м3 газовой смеси, состоящей на 50% из хлора Сl2 и на 50% из кислорода 02? 10. Сколько весит смесь 2 л азота N2 и 3 л кислорода 02? 11. Вычислите вес 1 л воздуха, допуская, что он состоит на 79% из азота N2 и на 21% из кислорода О2. (См. Ответ)

Абсолютная и относительная плотность газов. Определение молекулярного веса газов по абсолютной и относительной плотности

Понятие об абсолютной и относительной плотности газов непосредственно вытекает из уже рассмотренного нами материала об объеме грамм-молекулы газа. Абсолютная плотность (или удельный вес) газа — это вес 1л газа. Ее легко определить по формуле:

где М — грамм-молекулярный вес газа, а V — объем грамм-молекулы газа, равный при нормальных условиях 22,4 л. Следовательно,

Зная молекулярный вес, можно найти абсолютную плотность. По этой же формуле, если известна абсолютная плотность, можно определить молекулярный вес по формуле М = 22,4m · d (нормальные условия). Относительная плотность — это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз один газ тяжелее (или легче) другого (при одинаковых условиях). Определить это можно, сравнивая вес 1 л одного газа (_d1) и 1 л другого газа (_d2), т. е. сравнивая абсолютные плотности этих газов.

Формула относительной плотности будет выглядеть как отношение абсолютной плотности одного газа к абсолютной плотности другого газа:

но так как

а

то

Фактически относительная плотность представляет собой отношение молекулярных весов двух газов. При обозначении относительной плотности справа внизу ставится химический знак того газа, с которым сравнивается молекулярный вес искомого газа. Например, если ставится d_H, это значит, что данная относительная плотность показывает, во сколько раз молекулярный вес искомого газа больше молекулярного веса водорода. Если стоит dB, это значит, что молекулярный вес искомого газа сравнивается со средним молекулярным весом воздуха, который равен 29 у. е. Исходя из формулы относительной плотности

можно определить любую из трех величин, если известны остальные. Например, можно найти молекулярный вес газа по формуле:

M₁ = d_отн. · М2

■ 17. Что такое абсолютная плотность? (См. Ответ) 18. Как можно определить молекулярный вес, пользуясь абсолютной плотностью? 19. Что такое относительная плотность? 20. Выведите формулу относительной плотности. 21. Как определить молекулярный вес газа, если известна его относительная плотность? (См. Ответ)

Давление газа

Давление газа в физике — важная величина, имеющая не только теоретическое, но и практическое значение. Рассмотрим формулу, используемую в молекулярной физике, с пояснениями, необходимыми для лучшего понимания.

Для ее составления придется сделать некоторые упрощения. Молекулы представляют собой сложные системы, имеющие многоступенчатое строение. Для простоты рассмотрим газовые частицы в определенном сосуде как упругие однородные шарики, не взаимодействующие друг с другом (идеальный газ). Скорость их движения будем считать одинаковой. Введя такие упрощения, не сильно меняющие истинное положение, можно вывести определение: давление газа — это сила, которую оказывают удары мельчайших структурных единиц на стенки сосудов.

При этом, учитывая трехмерность пространства, наличие двух направлений каждого измерения, можно ограничить численность структурных единиц, воздействующих на стенки, как 1/6 часть.

Таким образом, сведя воедино все эти условия и допущения, можем вывести формулу давления газа в идеальных условиях.

Она выглядит так:

Где:

• P — давление газа;
• n — концентрация мельчайших единиц;
• Ek — их кинетическая энергия.

В физике существует еще один вариант:

Где:

• n — концентрация мельчайших структурных единиц;
• k — постоянная Больцмана (1,38 .10-23);
• T — абсолютная температура.

Формулы для естественно-научных расчётов

Если говорить об удельном весе (γ), как физической величине, то его можно рассчитать по формулам. В физических расчётах его принято обозначать — γ (гамма). Если известны вес тела (P) и его объём (V), то искомое значение — это отношение первого ко второму (P/V). Из курса физики известно, что вес объекта — это масса (m), умноженная на ускорение свободного падения (g). Подставим эти величины для расчёта удельного веса в формулу γ=P/V. Получим γ=mg/V. По международным стандартам единицей его измерения является Ньютон на метр кубический (Н/м 3 ).

Из формулы понятно, что m/V — плотность (ρ). Таким образом, получается γ=ρg, то есть плотность, умноженная на ускорение. Плотности большинства веществ вычислены и систематизированы. Если использовать справочные таблицы, то вопрос о том, как посчитать удельный вес, легко решается. Однако так обстоит дело только в том случае, если погрешностью величины ускорения (g) можно пренебречь.

Сила тяжести для вычислений

Необходимо знать, что сила тяжести в разных точках нашей планеты немного отличается. Её величина изменяется в зависимости от географической широты. При этом минимальное составляет 9,780 м/с 2 . Максимальное достигает 9,832 м/с 2 . Среднее значение равно 9,80665м/с 2 . Перед тем, как рассчитать удельный вес, определяют этот показатель. В зависимости от точности, при расчётах выбирают разные цифры: 10,0 м/с 2 , 9,8 м/с 2 или 9,81 м/с 2 .

Необходимо также учитывать высоту предмета над уровнем моря и некоторые другие детали. У поверхности Земли силу тяжести измеряют гравиметрами. На других астрономических объектах рассчитывают, производя наблюдения за орбитами различных небесных тел и их вращением. Методом наблюдения и расчётов вычислена сила тяжести многих космических объектов.

Вот некоторые данные:

• на Юпитере —23,95 м/с 2 ;
• на Нептуне —11,09 м/с 2 ;
• на Сатурне —10,44 м/с 2 ;
• на Венере —8,88 м/с 2 ;
• на Уране —8,86 м/с 2 ;
• на Марсе —3,86 м/с 2 ;
• на Меркурии —3,7 м/с 2 ;
• на Луне —1,62 м/с 2 .

Итак, сила тяжести, действующая на тело, отличается в разных астрофизических условиях, а плотность объекта — величина постоянная и известная. Можно найти γ=ρg практически в любой точке. В невесомости, где отсутствует сила тяжести, это значение — ноль.

Относительная плотность продукции

Другим значением выражения удельный вес является относительная плотность. Это значение показывает во сколько раз вещество тяжелее или легче дистиллированной воды (при одинаковом объёме).

Вода здесь является эталоном. При этом температура её должна быть 4 градуса Цельсия. При этой температуре её плотность максимальна и составляет 999,973 кг/м 3 . Так как сравниваются величины, имеющие одинаковую размерность, результатом будет безразмерное число.

Пикнометр — это прибор для нахождения этого значения. Процедура определения простая. Сначала в чашу прибора наливают эталонную жидкость (воду). Производят взвешивание. Затем процесс повторяют уже с исследуемой субстанцией. При этом полученную величину умножают на абсолютную плотность (999,973 кг/м 3 ).

С помощью таких измерений в производстве косметической продукции проверяют консистенцию товаров (кремов, лосьонов). Используют их в пищевой промышленности и некоторых других производствах.

Диапазон плотностей в природе

Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

• Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (2·10−31—5·10−31 кг/м³, без учёта тёмной материи).
• Плотность межзвёздной среды приблизительно равна 10−23—10−21 кг/м³.
• Средняя плотность красных гигантов в пределах их фотосфер много меньше, чем у Солнца — из-за того, что их радиус в сотни раз больше при сравнимой массе.
• Плотность газообразного водорода (самого лёгкого газа) при нормальных условиях равна 0,0899 кг/м³.
• Плотность сухого воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м³.
• Один из самых тяжёлых газов, гексафторид вольфрама, примерно в 10 раз тяжелее воздуха (12,9 кг/м³ при +20 °C)
• Жидкий водород при атмосферном давлении и температуре −253 °C имеет плотность 70 кг/м³.
• Плотность жидкого гелия при атмосферном давлении равна 130 кг/м³.
• Усреднённая плотность тела человека от 940—990 кг/м³ при полном вдохе, до 1010—1070 кг/м³ при полном выдохе.
• Плотность пресной воды при 4 °C 1000 кг/м³.
• Средняя плотность Солнца в пределах фотосферы около 1410 кг/м³, примерно в 1,4 раза выше плотности воды.
• Гранит имеет плотность 2600 кг/м³.
• Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³.
• Плотность железа равна 7874 кг/м³.
• Плотность металлического урана 19100 кг/м³.
• Плотность атомных ядер приблизительно 2·1017 кг/м³.
• Теоретически верхняя граница плотности по современным физическим представлениям это планковская плотность 5,1·1096 кг/м³.

Месторождения природного газа

Основная статья: Месторождение природного газа

Глубокое разведочное бурение на нефть и газ в России, по данным Росстата

В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти, они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Крупнейшими запасами природного газа обладают: Россия (Уренгойское месторождение, Газпром обладает 17 % мировых запасов газа), Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. Среди европейских стран — Норвегия и Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеют Туркмения, Азербайджан, Узбекистан, а также Казахстан (Карачаганакское месторождение).

Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан — третий по распространённости газ во Вселенной после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.

Газогидраты

Основная статья: Гидраты природного газа

В науке долгое время считалось, что скопления углеводородов с молекулярным весом более 60 пребывают в земной коре в жидком состоянии, а более лёгкие — в газообразном. Однако во второй половине XX века группа сотрудников Московского института нефти и газа А. А. Трофимук, Н. В. Черский, Ф. А. Требин, Ю. Ф. Макогон, В. Г. Васильев обнаружили свойство природного газа в определённых термодинамических условиях переходить в земной коре в твёрдое состояние и образовывать газогидратные залежи. Позже выяснилось, что запасы природного газа в этом состоянии огромны.

Газ переходит в твёрдое состояние в земной коре, соединяясь с пластовой водой при гидростатических давлениях до 250 атм и сравнительно низких температурах (до +22 °C). Газогидратные залежи обладают несравненно более высокой концентрацией газа в единице объёма пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как один объём воды при переходе её в гидратное состояние связывает до 220 объёмов газа. Зоны размещения газогидратных залежей сосредоточены главным образом в районах распространения многолетнемёрзлых пород, а также на небольшой глубине под океаническим дном.

Что такое грамм молекула газа

Грамм молекула любого вещества в твердом, жидком или газообразном состоянии представляет собой некоторое количество вещества, занимающее в пространстве определенный объем. Другими словами, грамм-молекула имеет не только вес, но и объем. Этот объем довольно легко рассчитать, пользуясь для этого формулой

P = V · d

где Р — вес, в данном случае вес грамм-молекулы (М), V— объем грамм-молекулы, а а d- удельный вес, или плотность. Для твердых тел мы выражаем объем в граммах на 1 см3, а для газообразных — в граммах на 1 л. Исходя из этой формулы, нетрудно определить объем грамм-молекулы: V = M : d ; М — легко-узнать, подсчитав молекулярный вес вещества, ad — воспользовавшись таблицей плотностей. Будем рассматривать объем при нормальных условиях (температура 0° и давление 760 мм рт. ст.). Из табл. 1 видно, что грамм-молекула каждого из перечисленных веществ занимает различный объем, так как размер молекул каждого вещества неодинаков, а число молекул в грамм-молекуле одно и то же. Из приведенных в табл. 2 данных видно, что грамм-молекулярные объемы газов равны между собой: грамм-молекула любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.

• Запишите эту цифру в тетрадь и хорошо запомните. Чем же это объясняется? Оказывается, у газов промежутки между молекулами настолько велики, что величина молекул по сравнению с этими расстояниями ничтожна, и мы ею можем пренебречь. Таким образом, измеряя объем, мы фактически измеряем объем суммы промежутков между молекулами.

Таблица 1. Грамм-молекулярные объемы и плотность жидкостей и твердых веществ

Грамм-молекулярные объемы и плотность жидкостей и твердых веществ

Таблица 2. Грамм-молекулярные объемы и плотность газов

Что касается расстояния между молекулами, то оно зависит только от условий (температуры и давления) и совершенно не зависит от природы газа и размеров его молекул, поэтому при одинаковых условиях мы получаем одинаковые объемы. Отсюда напрашивается следующий вывод: при одинаковых условиях грамм-молекулы любых газов занимают равные объемы.

• Запишите этот вывод в тетрадь.

Полученные результаты логически подводят нас к следующему: так как в грамм-молекуле любого вещества содержится одинаковое число молекул,а грамм-молекулы газов занимают одинаковые объемы при одних и тех же условиях, можно сделать следующий вывод: в равных объемах газов при одинаковых условиях содержится одно и то же число молекул. Этот вывод был сделан в 1811 г. итальянским химиком Авогадро и поэтому получил название закона Авогадро.

• Запишите формулировку закона в тетрадь.

■ 1. Как вычислить объем грамм-молекулы твердого вещества для жидкости? (См. Ответ) 2. Почему объемы грамм-молекул жидкостей и твердых тел различны? 3. Что такое «нормальные условия»? 4. Почему объемы грамм-молекул газов при одинаковых условиях равны? 5. Чему равен объем грамм-молекулы любого газа при нормальных условиях? 6. Как формулируется закон Авогадро? (См. Ответ)

Что такое плотность?

Если мы поместим алюминиевую плиту (в виде квадрата) с одной стороны шкалы баланса, а с другой, плитки из дерева того же объема, мы увидим, что их массы не совпадают. Алюминиевая плитка будет иметь большую массу. Причины того, что одинаковые объемы алюминия и дерева имеют разные массы, являются их плотностью. Чем больше масса тела (в том же объеме), тело будет иметь более высокую плотность. Плотность пропорциональна массе тела. В нашем эксперименте плотность алюминия выше.

Чтобы показать, насколько плотность зависит от объема тела, мы сообщим следующее: по обеим сторонам весов мы ставим лабораторное стекло. В одном из стаканов мы наливаем воду до отметки 100 мл, а в другой наполним песок, пока обработчик не достигнет нуля, пока мы не получим такую ​​же массу песка и воды.

Мы заметим, что объем песка меньше и может быть прочитан из стекла. Чем меньше объем (при одном и том же весе), плотность будет больше. Плотность обратно пропорциональна объему тела. Тело с меньшим объемом будет иметь более высокую плотность, если их массы одинаковы.

Физический аспект, определяемый по массе и объему, называется плотностью тела (или вещества)

Плотность представляет собой физический размер и обозначается греческой буквой ρ (ro) и представляет собой важное свойство каждого тела или вещества. Плотность показывает, сколько массы определенного вещества находится в единицах объема (1 м3)

Масса 1 м3 золота составляет 19.300 кг, а масса 1 м3 воды — 1000 кг. Плотность равна массе тела, помещенной в 1 м3 объем. Плотность тела получается, когда масса тела делится на его объем:. Единица плотности представляет собой килограмм на кубический метр, и это производная единица. В дополнение к этому устройству используется единица грамма на кубический сантиметр. Связь между этими двумя единицами:. Плотность жидкостей определяется так же, как плотность твердых тел при использовании формулы плотности. По сравнению с твердыми телами, способ измерения массы и объема жидкостей различен. Объем жидкости измеряется градуированным цилиндром. Плотность иногда рассматривается как отношение веса / объема. Это известно как удельный вес. В этом случае единицы измерения составляют Ньютон на кубический метр (Н / м3).

Что это такое и для чего нужно?

СО₂ (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода) – это бесцветный, не имеющий запаха, негорючий и слабокислотный сжиженный газ. Углекислый газ (CO₂) тяжелее воздуха и хорошо растворяется в воде. Он является главным источником питания для растений, их строительным материалом (они на 50% состоят из диоксида углерода), и растения, произрастающие в водоемах, не исключение из этой аксиомы.

В природном водоеме растения используют растворенный в воде двуокись углерода: концентрация этого газа там имеет постоянную величину. Аквариум же представляет собой замкнутую систему, и растения очень быстро потребляют растворенный в нем газ, запасы которого не восстанавливаются сами по себе.

Поэтому его концентрация в аквариуме постоянно сводится к нулю: если не предпринимать никаких мер по восполнению необходимо количества диоксида углерода, то рост растений будет замедляться, листья и стебли будут становиться слабыми, бледными и безжизненными. Их сопротивляемость снизиться, и в итоге на их листьях поселятся водоросли.

К тому же вода с низким содержанием СО₂ имеет высокий показатель рН, что негативно влияет на состояние растений и здоровье рыбок. Если показатель рН становится выше 7,2, то все важные для питания растений элементы переходят в недоступную форму, в результате чего растительность подвергается опасности хлороза и ряда других заболеваний.

В подобной воде поведение рыбок становится беспокойным, хаотичным, их координация движений нарушена, жаберный крышки начинают учащенно сокращаться, а все тело судорожно двигаться. После оно покрывается слизью, роговицы глаз рыбы мутнеют, плавники веерообразно расправляются. Впоследствии она гибнет от асфиксии.

Нормальные и критические показатели

Оптимальная концентрация CO₂ в природных водоемах должна составлять 15−40 мг/л, но в воде, залитой в аквариум, этот показатель начинает стремиться к нулю, несмотря на то, что живые организмы все же вырабатывают углекислый газ, пусть даже в малых количествах.

Считается, что нормальный уровень СО₂ газа для аквариума с растениями и рыбами составляет 4 – 15 мг/л, что достигается путем искусственной подачи газа в емкость. Минимально допустимый показатель – 3 – 5 мг/л, максимально допустимый – 30 мг/л. Эти цифры являются критическими пределами, выход за которые допускать не следует, так как это грозит смертельным исходом для всех гидробионтов и растений в емкости.

Число молекул

Молекулярная физика позволяет определить численность частиц, содержащееся в данной массе вещества, при помощи формулы:

Отсюда выходит, что число минимальных частиц равняется:

То есть необходимо прежде всего определить численность молекул, приходящихся на определенную массу. Без того не будет возможности правильно провести подсчет числа минимальных частиц. Затем она умножается на число Авогадро, в результате чего получаем количество структурных единиц. Для соединений подсчет ведется суммированием атомного веса компонентов. Рассмотрим простой пример из молекулярной физики:

Определим численность молекул воды в 3 граммах. Формула воды (H2O) содержит два атома водорода и один кислорода.

Общий атомный вес минимальной частицы воды составит: 1 + 1 + 16 = 18 г/моль.

Количество вещества в 3 граммах воды: 3 : 18 = 1/6.

Число молекул: 1/6 × 6 × 1023 = 1023.