เนื้อหา
PPM ย่อมาจาก“ ส่วนต่อล้าน” Ug หมายถึงไมโครกรัม ไมโครกรัมเท่ากับหนึ่งล้านของกรัม ชิ้นส่วนต่อล้านเป็นการวัดความหนาแน่นแบบต่าง ๆ เปรียบเทียบโมเลกุลหนึ่งชนิดกับจำนวนโมเลกุลทั้งหมดที่อยู่ในปริมาตรเดียวกัน ความแตกต่างระหว่างการวัดความหนาแน่นทั้งสองสามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยการแปลงความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการวัดความหนาแน่นหนึ่งหน่วยไปยังอีก โปรดทราบว่าการแปลงไม่ใช่เรื่องง่ายในการคูณด้วยปัจจัยเดียว การแปลงจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน
สมมติว่าการวัดปริมาณคาร์บอนไดอ็อกไซด์ที่จุดใดจุดหนึ่งจะอ่านได้ที่ 380 PPM
สมมติว่าสถานที่ที่อ่านนั้นอยู่ที่ความดันและอุณหภูมิมาตรฐาน (SPT) SPT คือ 0 องศาเซลเซียส (หรือ 273 องศาเคลวิน) และ 1 บรรยากาศ (atm) ของความดันก๊าซ บรรยากาศของความกดดันมีค่าประมาณ 14.8 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI) ความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล (มากหรือน้อย)
ตรวจสอบสิ่งที่อยู่ในกรามพูดลิตรของอากาศที่จุดวัดนี้ทำให้สันนิษฐานว่าก๊าซมีพฤติกรรมเหมือนก๊าซในอุดมคติ สมมติฐานนี้ช่วยให้คุณใช้สมการแก๊สอุดมคติ PV = nRT สำหรับมือใหม่ P หมายถึงความดัน V สำหรับปริมาตร, n สำหรับจำนวนโมล (mol; หน่วยสำหรับการนับโมเลกุล) และ R คือค่าคงที่สัดส่วน T สำหรับอุณหภูมิสัมบูรณ์และวัดเป็นองศาเคลวิน (K) ถ้า P อยู่ในบรรยากาศ (atm) และ V เป็นลิตร (L) ดังนั้น R เท่ากับ 0.08206 L_atm / K_mol
ต่อจากตัวอย่างด้านบน PV = nRT กลายเป็น 1 atm_1 L = n (0.08206 L_atm / K * mol) 273K หน่วยถูกยกเลิกเพื่อให้ n = 0.04464 โมล
ใช้หมายเลข Avagadro กับจำนวนโมลาร์เพื่อหาจำนวนโมเลกุลของอากาศในปริมาณที่สนใจ หมายเลขของ Avagadro อยู่ในรูปของวิทยาศาสตร์ 6.022x10 ^ 23 โมเลกุลต่อโมลที่เครื่องหมายคาเร็ต ^ หมายถึงการยกกำลัง
ต่อจากตัวอย่างของคาร์บอนไดออกไซด์ n = 0.04464 โมลหมายถึง 0.04464x6.022x10 ^ 23 = 2.688x10 ^ 22 โมเลกุล
คูณจำนวนโมเลกุลด้วยสัดส่วน PPM นั่นคือ CO2
380 PPM หมายถึง 0.0380% ของโมเลกุลในปริมาตรคือ CO2 (เพียงแค่แบ่ง 380 โดยล้านเพื่อให้ได้สัดส่วน) 0.0380% x2.688x10 ^ 22 เท่ากับ 1.02x10 ^ 19 โมเลกุลของ CO2
แปลงจำนวนโมเลกุล CO2 เป็นจำนวนโมลโดยหารด้วยจำนวน Avagadro
ดำเนินการต่อด้วยตัวอย่าง 1.02x10 ^ 19 / 6.022x10 ^ 23 = 1.69x10 ^ -5 โมลของ CO2 ในอากาศหนึ่งลิตร
แปลงจำนวนโมลเป็นกรัม
ต่อจากตัวอย่างของคาร์บอนไดออกไซด์น้ำหนักโมลาร์ของ CO2 คือผลรวมของน้ำหนักโมลาร์ของคาร์บอนเชิงอะตอมบวกด้วยน้ำหนักโมลาร์ของออกซิเจนเชิงอะตอมซึ่งเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าซึ่งเป็น 12.0 และ 16.0 กรัมต่อโมลตามลำดับ (ซึ่งคุณสามารถหาได้จากแผนภูมิธาตุ) . ดังนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จึงมีน้ำหนักโมล 44.0 กรัมต่อโมล ดังนั้น 1.69x10 ^ -5 โมลของ CO2 เท่ากับ 7.45x10 ^ -4 กรัม
หารด้วยปริมาตรที่คุณระบุไว้ก่อนหน้านี้แปลงเป็นหน่วยลูกบาศก์เมตร
ต่อจากตัวอย่างของ CO2 ปริมาตรถูกระบุเป็น 1 ลิตรย้อนกลับในขั้นตอนที่ 3 ดังนั้นคุณจึงมี 7.45x10 ^ -4 กรัมต่อลิตร นั่นคือ 0.000745 กรัม / ลิตรหรือ 745 ไมโครกรัมต่อลิตร (พบเพียงแค่คูณ 0.000745 ต่อหนึ่งล้าน) มีหนึ่งพันลิตรต่อลูกบาศก์เมตร ความหนาแน่นจะกลายเป็น 745,000 ug ต่อลูกบาศก์เมตร นี่คือคำตอบสุดท้ายของคุณ