5. Свойства природных газов

Все физические свойства природных газов зависят от их состава, давления и температуры, при которых они находятся.

Связь между плотностью газа и его молекулярной массой, давлением и температурой определяется законом состояния газов, который можно представить в виде

где р — плотность газа.

Из закона состояния следует, что большею плотность при прочих равных условиях имеют газы с высокой молекулярной массой. С повышением давления плотность газа растет и, наоборот, уменьшается с увеличением температуры.

Если известна плотность газа ро при давлении ро и температуре Т₀, например в стандартных условиях, то в других условиях плотность этого же газа

(1.15)

Таблица 1.2 \

Адрес	Операция	код	Адрес	Операция	Код	Адрес	Операция	Код
00	ИПО	''60	24	2	02	47	П9	49
01	ИП2	62	25	пд	4Г	48	Fx2	22
02	—	13	26	+	10	49	Fex	16
03	П4	44	27	2	02	50	1	01
04	ИП1	61	28		13	51	—	11
05	ИПЗ	63	29	П6	46	52	Fx-0	5Е
06		13	30	1	01	53	56	56
07	П5	45	31	—	11	54	ИП6	56
08	—	13	32	ИП6	66	55	с/п	50
09	ЙП7	67	33	X	12	56	ИП9	69
10	X	12	34	ИПА	6—	57	Fx<0	5С
11	ПВ	4L	35	+	10	58	63	63
12	ИП8	68	36	ипв	6L	59	ИП6	66
13	ИП4	64	37	Fx2	22	60	ПС	4С
14	X	12	38	—	11	61	БП	51
15	ИП5	65	39	ИПВ	6L	62	65	65
16	Fx2	22	40	—	И	63	ИП6	66
17	—	13	41	ИП6	66	64	ПД	4Г
18	ИП5	65	42	х	12	65	ипс	6С
19	РУ	21	43	ИПА	6—	66	ипд	6Г
20		13	44	ИПВ	6L	67	БП	51
21	ЛА	4—	45	X	12	68	26	26
22	О	00	46	—	11
23	ПС	4С

Примечание. Названия операции соответствуют обозначениям на клавишах калькуляторов.

В лабораторной практике плотность газов обычно определяют путем взвешивания калиброванного и заполненного газом пикнометра или методом истечения. Этот метод основан на измерении времени истечения заданного объема газа через небольшое отверстие. Так как время истечения одного и того же объема газа прямо пропорционально корню квадратному из его плотности, то при сравнении времени истечения в одинаковых условиях воздуха и исследуемого газа находят относительную плотность газа.

Вязкость газа зависит от его состава, давления и температуры. Вязкость газов обусловлена обменом количеством движения между слоями газа, движущимися с разными относительно друг друга скоростями. Этот обмен происходит за счет перехода молекул из одного слоя в другой при их хаотическом движении. Так как крупные молекулы обладают меньшей длиной свободного пробега (вероятность их столкновения между собой относительно велика), то количество движения, переносимое ими из слоя в слой, меньше чем небольшими по размерам молекулами.

Поэтому вязкость газов с увеличением их молекулярной массы как правило уменьшается. /

С повышением температуры увеличивается скорость движения молекул и соответственно количество движения, переносимое ими из слоя в слой, поэтому при невысоких/давлениях вязкость газа с повышением температуры возрастает. При высоких давлениях, когда расстояния между молекулами невелики, несколько меняется передача количества движения из слоя в слой. Она происходит главным образом как и у жидкостей за счет временного объединения молекул на границе слоев, движущихся с разными скоростями. Вероятность такого объединения с ростом температуры уменьшается. Поэтому при высоких давлениях с ростом температуры вязкость газов снижается (рис. 1.4).

С увеличением давления вязкость газов возрастает: при низких давлениях незначительно и более интенсивно в области высоких давлений.

Вязкость газа определяют экспериментально, измеряя скорость течения его в капиллярах, скорость падения шарика в газе, затухание вращательных колебаний диска и другими методами. Изменение вязкости при различных давлениях и температурах можно определять расчетным путем и по графикам в зависимости от приведенных давления и температуры.