Σχέση όγκου - βάρους αερίων

Από τη Φυσική είναι γνωστό ότι το ειδικό βάρος ενός αερίου λέγεται το βάρος που έχει η μονάδα του όγκου του. Ενώ ειδικός όγκος ενός αερίου λέγεται το αντίθετο, δηλαδή ο όγκος που καταλαμβάνει η μονάδα του βάρους αυτού.

Στην εφαρμογή των μέτρων ως μονάδα βάρους στο μετρικό σύστημα χρησιμοποιείται το χιλιόγραμμο (kg) εις δε το αγγλικό η λίμπρα (lb). Ως μονάδα όγκου στο μετρικό σύστημα είναι το κυβικό μέτρο (m3) ενώ στο αγγλικό το κυβικό πόδι (ft3).

Επομένως ειδικό βάρος ενός αερίου στο μεν μετρικό σύστημα είναι το βάρος σε kg που έχει 1 m3 του αερίου, στο δε αγγλικό το βάρος σε lb που έχει 1 ft3. Και αυτό μετριέται σε kg/m3 (χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο) ή σε lb/ft3 (λίμπρες ανά κυβικό πόδι).
Κατ΄ επέκταση ειδικός όγκος ενός αερίου στο μεν μετρικό σύστημα είναι ο όγκος σε m3 που καταλαμβάνει 1 kg βάρους του, στο δε αγγλικό σύστημα ο όγκος σε ft3 που καταλαμβάνει μία lb αυτού. Και αυτό μετριέται σε m3/kg (κυβικά μέτρα ανά χιλιόγραμμο) ή σε ft3/lb (κυβικούς πόδες ανά λίμπρα).

Κατόπιν των παραπάνω τόσο το ειδικό βάρος όσο και ο ειδικός όγκος προσδιορίζονται αν διαιρεθούν οποιοδήποτε βάρος δια του όγκου που καταλαμβάνει ή ο οποιοσδήποτε όγκος του αερίου δια του βάρους που έχει αυτός ο όγκος. Συνεπώς αν Β το βάρος ενός αερίου, V ο όγκος του αερίου, γ το ειδικό του βάρος, και v ο ειδικός του όγκος, τότε προκύπτουν οι ακόλουθοι τύποι:
γ = Β / V και επίσης v = V / B, και ακόμη
γ = 1 / v και επίσης v = 1 / γ.

Συμπέρασμα: Από τους παραπάνω τύπους αλλά και απ΄ όσα έχουν προηγουμένως αναφερθεί ειδικό βάρος και ειδικός όγκος βρίσκονται σε αντίστροφη σχέση μεταξύ τους. Σημειώνεται επίσης ότι το ειδικό βάρος και ο ειδικός όγκος  των αερίων δεν είναι σταθερά όπως συμβαίνει στα στερεά και υγρά σώματα αλλά εξαρτώνται πάντοτε από την πίεση και την θερμοκρασία τους. Δηλαδή όσο μικρότερη η πίεση και υψηλότερη η θερμοκρασία  του αερίου τόσο αραιότερο είναι αυτό και επομένως τόσο μικρότερο το ειδικό του βάρος ή τόσο μεγαλύτερος ο ειδικός του όγκος.
Κάθε φορά που προσδιορίζεται ή μετριέται το ειδικό βάρος ή ο ειδικός όγκος ενός αερίου πρέπει να καθορίζεται και η πίεση και θερμοκρασία του κατά την στιγμή της μέτρησης.

Παράδειγμα εφαρμογής: Αν ληφθεί ότι η πίεση του ατμοσφαιρικού αέρα είναι 760 mmHg και θερμοκρασία 0 βαθμοί C έχει ειδικό βάρος γ=1,293 kg/m3, προσδιορίζεται εύκολα ο ειδικός όγκος από τον παραπάνω τύπο v = 1 / γ. Δηλαδή ειδικός όγκος αέρος v = 1 / 1,293 = 0,778 m3/kg.

Κατηγορία:Θερμοδυναμική
Κατηγορία:Κατάσταση της ύλης
Κατηγορία:Αέρια