关于ppm.m与molecule/cm2单位转换的说明

发布时间 2023-11-27 22:58:10作者: 小吴湾的北极熊

现在想象一个截面积为 \(1cm^2\) 、长为 1m 的长方体,内部填充着摩尔质量为 \(M_g\) 的特殊气体。其柱浓度为 X ppm.m,设柱浓度可以表示为 Y \(molecule/cm^2\) ,求Y。

假设标准大气压条件,摩尔体积为 \(22.4L/mol\), 并且 \(1mol=6.02*10^{23}molecule(分子数)\)

解答:

  1. 长方体的体积不难求得为:0.1 L

  2. 所以里边所有气体的物质的量为 \(\frac{0.1}{22.4} mol\)

  3. 长方体的长为1m,因此气体密度为 X ppm(百万分之一),也即 \(10^{-6}\cdot X\)

  4. 所以长方体内的特殊气体净物质的量为 \(\frac{0.1}{22.4}\cdot 10^{-6}\cdot X mol\)

  5. 所以特殊气体的分子总数为\(\frac{0.1}{22.4}\cdot 10^{-6}\cdot X \cdot 6.02\cdot 10^{23}\)

  6. 又因截面积为\(1cm^2\),所以:

\[Y=\frac{6.02\cdot 10^{16}}{22.4}\cdot X \]

也即:

\[1ppm.m=\frac{6.02\cdot 10^{16}}{22.4}molecule/cm^2 \]