כיצד לחשב את ה- PPM מלחץ אדים

תוֹכֶן

• הגדרת המונח: PPM
• הגדרת המונח: לחץ אדי
• יחידות דיווח אופייניות
• חישוב ריכוז גז: mmHg לדקה לדקה
• חישוב ריכוז הגז: ppm ל- mg / m3

תוצאות מזהמים אינן משתמשות תמיד באותן יחידות. השוואת דוחות כאשר מוצגות התוצאות ב- ppm, mg / m³ או ppmv יכול להיות מאתגר. אולם המרה בין יחידות אלה דורשת רק כמה צעדים ומעט רקע ברקע.

הגדרת המונח: PPM

ראשי תיבות עמודים לדקה פירושו חלקים למיליון. חלק אחד למיליון פירושו חלקיק אחד של חומר מבין מיליון חלקיקים בסך הכל. חלקים למיליון מתייחסים למספר החלקיקים בנוזל, בין אם הנוזל הוא גז או נוזל. ראשי התיבות המלאים צריכים להיות ppmv, או חלקים למיליון נפח, אך דיווחים לעתים קרובות מצניחים את ה- v כדי לעבור מ- ppmv ל- ppm.

בקרקעות, חלקים למיליון פירושם חלקים למיליון לפי מסה, מקוצר ppmm או עמודים לדקה_M. בגזים חלקים למיליון שווים למספר שומות החומר (שומה אחת של חומר שווה 6.022x10²³ יחידות של החומר). כאשר מדווחים על רמת הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה כ- 409 עמודים לדקה, האטמוספרה מכילה 409 ש"ח פחמן דו-חמצני במיליון שניות אוויר.

ההמרה ההפוכה, משומות לחלק למיליון (מול ל- ppm), פירושה שמספר השומות למיליון שומה של חומר שווה לחלק למיליון.

חלקים למיליון, כמות ומדידה חסרי ממדים, מתארים ריכוזים קטנים מאוד של חומר באוויר או בנוזלים. ניתן לדווח על כמויות קטנות יותר כחלק למיליארד (ppb). ניתן להשתמש במאמר ראשי התיבות ppt אך ppt יכול להיות חלקים לאלף או חלק לטריליון.

הגדרת המונח: לחץ אדי

לחץ אדים מתייחס ללחץ של אדי (גז) מעל לשלב הנוזל או המוצק שלו כאשר השניים נמצאים בשיווי משקל במיכל סגור. שיווי משקל מתרחשים כאשר מספר האטומים או המולקולות המתנדפים שווה למספר האטומים או המולקולות המתעבים חזרה לנוזל או למוצק.

לחץ האדים משתנה ישירות עם הטמפרטורה. כאשר הטמפרטורה עולה, לחץ האדים עולה וכאשר הטמפרטורה יורדת, לחץ האדים יורד. לחץ האדים נמדד באמצעות מד לחץ כספית.

כששני צידי המנומטר פתוחים, עמוד כספית בצינור המונומטר בצורת U יהיה בגובה שווה בכל חלק זקוף של הצינור. צד אחד של הצינור מכיל מיכל סגור המכיל את החומר הנבדק. עם עליית לחץ האדים במיכל הסגור, הלחץ מהאדים דוחף את עמוד הכספית אשר עולה אז בצד הפתוח של הצינור.

כאשר לחץ האדים מתייצב, ההבדל ברמות הכספית משני צידי המונומטר מראה את לחץ האדים, המדווח במילימטרים של כספית (mmHg או torr).

לחץ חלקי

לחץ אדי נמדד כאשר קיים רק סוג אחד של גז. לחץ חלקי פירושו לחץ של גז אחד בתערובת של גזים. לדוגמא, כאשר אדם מפוצץ בלון, הבלון מכיל מספר גזים שונים כולל פחמן דו חמצני, חמצן, חנקן, ארגון ואדי מים. כל אחד מהגזים הללו מפעיל לחץ חלקי נגד הבלון. הלחצים החלקיים המשולבים גורמים לבלון מנופח.

יחידות דיווח אופייניות

הדיווח הסביבתי משתמש ביחידות שונות על בסיס החומר שנדגם. בדיקות קרקע מדווחות על בדיקה כמיליגרם (מ"ג) לק"ג (ק"ג) או חלקים למיליון על בסיס מסת (ppmm, כתוב גם ppm)_M). תוצאות המים מדווחות כמיליגרם (מ"ג) לליטר (L או L), המבוססות על מסת המזהם בנפח מים. ניתן לדווח גם על זיהום מים שומות (גם כתוב כמול) של מזהם לליטר בנפח מים, המיוצג על ידי M. תוצרי אוויר מדווחים על תוצאות הבדיקה כמיליגרם למטר מעוקב או כחלק למיליון על בסיס נפח (ppmv, גם כתוב כ- ppm_v).

חישוב ריכוז גז: mmHg לדקה לדקה

כדי להמיר ממילימטרים כספית לחלקים למיליון (מ"מ כספית לדקה לדקה), השתמש בחלקי הנוסחה למיליון (ppm) שווה ללחץ האדים שנמדד במילימטרים כספית (VP במ"מ כספית) מחולק בלחץ אטמוספרי במילימטרים כספית (PA בתוך mmHg), ואז הכפל במיליון (10⁶).

מבחינה מתמטית, המשוואה היא ppmv = (VP ÷ PA) x10⁶. לדוגמה, אם רמת הפחמן הדו-חמצני הנוכחי באטמוספרה נמדדת כ- 0.311 מ"מ כספית, החישוב לחלק למיליון הופך ל- ppm = (0.311 ÷ 760) x10⁶ או 409 עמודים לדקה.

כדי להמיר ppm ללחץ חלקי, סדרו מחדש את המשוואה כך שלחץ אדים במילימטרים של כספית שווה לחלקים למיליון (עמודים לדקה) כפול הלחץ האטמוספרי (PA), כאשר המוצר מחולק במיליון (10)⁶). לדוגמה, רמת המהפכה לפני התעשייה של המהפכה לפני התעשייה הייתה בערך 280 עמודים לדקה. ניתן לחשב את לחץ האדים באותה עת כ- PV = (ppmxPA) ÷ 10⁶ או סמנכ"ל = (280x760) ÷ 10⁶= 212,800 ÷ 106 = 0.2128 או 0.213 mmHg.

דוגמאות אלה מניחות לחץ סטנדרטי (760 מ"מ כספית).

חישוב ריכוז הגז: ppm ל- mg / m3

ניתן לדווח על ריכוזי גז במיליגרם למטר מעוקב (מ"ג / מ"ק) ולא חלקים למיליון או מילימטר כספית. השתמש בחלקי הנוסחה למיליון שווה פי 24.45 מהמדידה במיליגרם למטר מעוקב, ואז מחלקים לפי המשקל המולקולרי גרם של החומר. השתמש בטבלה המחזורית כדי למצוא את המשקל המולקולרי גרם (ראה משאבים).

לדוגמה, לפחמן דו חמצני יש משקל מולקולרי גרם של אטום פחמן אחד, 12, בתוספת שני אטומי חמצן, 16x2 = 32, למשקל כולל מולקולרי גרם של 44 (12 + 32). אם פחמן דו חמצני בכיתה נמדד על 2,500 מ"ג / מ³ והפחמן הדו-חמצני המקובל הוא 1,100 עמודים לדקה או פחות, האם הכיתה בטוחה לילדים? בעזרת הנוסחה, ppm = (24.45x2,500) ÷ 44 = 61,125 ÷ 44 = 1,389 עמודים לדקה של פחמן דו חמצני, מראה שרמת הפחמן הדו חמצני אינה בטוחה.

המספר 24.45 במשוואה הוא נפח (ליטר) של שומה (משקל מולקולרי גרם) של גז או אדים כאשר הלחץ הוא אטמוספרה אחת (760 טור או 760 מ"מ ג"ג) ו -25 מעלות צלזיוס. כדי לחשב על בסיס לחץ ו / או טמפרטורה שונים, הכנס את נפח גורם ההמרה שווה לטמפרטורה קבועה של גז אידיאלי בקלווין (טמפרטורת צלזיוס בתוספת 273).