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¿Por qué son equivalentes estos dos métodos de conversión de ppm a g/m3?

He encontrado dos métodos para convertir de $ppm$ a $g/m^3$ . Ambos parecen dar resultados equivalentes, pero no entiendo por qué. ¿Alguien puede unir los puntos para mí y explicar por qué son métodos equivalentes, o mostrar una derivación para el método 1? He encontrado un derivación para el método 2.

Método 1 - Definición

$$C[g/m^3] = \frac{C[ppm] \cdot \rho}{1000}$$

Donde $C[ppm]$ y $C[g/m^3]$ representan la concentración de gas en unidades de $ppm$ y $g/m^3$ respectivamente y $\rho$ representa la densidad del gas.

Método 2 - Definición (Como se deriva aquí )

$$C[g/m^3] = \frac{C[ppm] \cdot M \cdot P}{R \cdot T \cdot 10^6}$$

Donde $M$ , $P$ , $R$ y $T$ representan la masa molar, la presión, la constante de los gases ideales y la temperatura, respectivamente.

Método 1 - Ejemplo - Monóxido de carbono (CO)

Suponiendo que $C[ppm]$ como $100ppm$ y la densidad de CO como $1.15 kg/m^3$ en $20^{\circ}C$ y $100000Pa$ $$C[g/m^3] = \frac{C[ppm] \cdot \rho}{1000}$$ $$C[g/m^3] = \frac{100 \cdot 1.15}{1000}$$ $$C[g/m^3] = 0.115$$

Método 2 - Ejemplo - Monóxido de carbono (CO)

Suponiendo que $C[ppm]$ como $100ppm$ en $20^{\circ}C$ y $100000Pa$ .

$$C[g/m^3] = \frac{C[ppm] \cdot M \cdot P}{R \cdot T \cdot 10^6}$$ $$C[g/m^3] = \frac{100 \cdot 28 \cdot 100000}{8.3145 \cdot (20+273.15) \cdot 10^6}$$ $$C[g/m^3] = 0.115$$

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Andrew McCloud Puntos 31

Utilizando la ley de los gases ideales

$$ pV = nRT = \frac{m}{M}RT $$

se puede expresar la densidad $\rho = \frac m V$ en términos de masa molar, presión, constante de gas ideal y temperatura:

$$ \rho = \frac{pM}{RT} $$

Con las unidades que utiliza en su segundo ejemplo, se obtiene una densidad en $\mathrm{g\,m^{-3}}$ mientras que se inserta una densidad en $\mathrm{kg\,m^{-3}}$ en su primera ecuación. Así, escribiré tu primera ecuación como

$$ C[\mathrm{g\,m^{-3}}] = \frac{C[\mathrm{ppm}] \cdot \rho}{10^6} $$

donde la densidad está en $\mathrm{g\,m^{-3}}$ .

Insertando la expresión para $\rho$ derivada anteriormente en esta ecuación, obtenemos

$$ C[\mathrm{g\,m^{-3}}] = \frac{C[\mathrm{ppm}] \cdot \rho}{10^6} = \frac{C[\mathrm{ppm}]}{10^6}\frac{pM}{RT} $$

que es idéntica a su segunda ecuación.

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