Функция scanf() является многоцелевой функцией, дающей возможность вводить в компьютер данные любых типов. Название функции отражает ее назначение- функция сканирует (просматривает) клавиатуру, определяет, какие клавиши нажаты, и затем интерпретирует ввод, основываясь на указателях формата (SCAN Formatted characters). Так же, как и функция printf(), scanf() может иметь несколько аргументов, позволяя тем самым вводить значения числовых, символьных и строковых переменных в одно и то же время.

Так же, как список параметров printf(), список параметров функции scanf() состоит из двух частей: строки формата и списка данных (рис.5.7). Строка формата содержит указатели формата, здесь они носят название преобразователей символов *, которые определяют то, каким образом должны быть интерпретированы вводимые данные. Список данных содержит переменные, в которые должны быть занесены вводимые значения.

Рис. 5.7. Список параметров функции scanf() делится на две части

Указатели формата аналогичны тем, которые используются функцией printf():

Вводя числовые или символьные данные, следует указывать в списке данных функции scanf() адрес переменной, а не просто ее имя:

scanf("%f", &amount);

* В оригинале conversion characters. (Прим.перев.)

В этом примере функция scanf() вводит число с плавающей точкой и вносит его в область памяти, зарезервированную для переменной amount. Как только число помещается в эту область памяти, оно автоматически становится значением переменной.

На время работы функции scanf(), выполнение программы приостанавливается, и программа ожидает ввода данных. Ввод заканчивается нажатием клавиши Enter .

Принцип работы с данными функции scanf() в корне отличается от работы функций gets() и getchar(). Для того чтобы понять, что именно происходит при вводе с помощью scanf(), необходимо детально рассмотреть эти отличия.

Входной поток

Когда данные вводятся при помощи функции gets(), все символы, которые были набраны на клавиатуре до нажатия Enter , становятся значением переменной. Когда символ вводится с помощью функции getchar(), нажатие клавиши автоматически приводит к присвоению соответствующего символа переменной.

Функция scanf() работает по-другому. Вместо того чтобы просто взять данные и присвоить их переменной, scanf() прежде всего с помощью указателей формата определяет, каким образом следует трактовать введенные символы.

Принято говорить, что scanf() получает данные из входного потока . Входным потоком называется последовательность символов, поступающих из некоторого источника. В случае функции scanf() источником служит клавиатура. После нажатия клавиши Enter все данные, которые были введены к этому времени, передаются функции scanf() в виде пока еще бессмысленного набора символов, в том же порядке, в каком их набирали. Затем scanf() определяет, какие символы соответствуют типу, заданному указателем формата, а какие следует игнорировать. Указатели формата называют преобразователями символов, так как они берут исходные символы из входного потока и преобразуют их в данные, относящиеся к определенному типу. Рис.5.8 иллюстрирует этот процесс.

Функция scanf() игнорирует не содержащие информации знаки: пробелы, символы табуляции, символы новой строки, кроме тех случаев, когда текущий тип данных определен как char. Рассмотрим программу:

puts("Пожалуйста, введите число: ");

scanf("%d", &count);

printf("Число равно %d", count);

Рис. 5.8. Функция scanf() читает входной поток и определяет,какие данные следует ввести, а какие- игнорировать

Перед тем как ввести число, вы можете нажимать на клавишу пробела столько, сколько хотите- Си будет игнорировать пробелы, в ожидании первого значимого символа. Затем Си попытается преобразовать символы в соответствии с указателями формата в строке формата функции scanf(). Если эти символы соответствуют формату (в данном случае- если это цифры), они будут внесены в переменную. Ввод данных прекратится, если встретится символ, формат которого не соответствует ожидаемому, то есть он не является цифрой. Например, если набрать на клавиатуре последовательность «123abc», то число 123 в нашем примере будет присвоено переменной count, а буквы «abc»- проигнорированы, как это показано на рис.5.9. Остановку ввода данных может вызвать пробел. Например, если напечатать «123», то переменной будет присвоено значение 12, а число 3- проигнорировано.

Рис. 5.9. Функция scanf() прекращает ввод данных,встретив первый не цифровой символ

Первый значимый символ должен соответствовать указанному в аргументе функции scanf() формату. Так, если напечатать последовательность «ABC123», программа проигнорирует ее всю целиком, и вы останетесь в неведении относительно значения переменной.

Какие символы программа расценивает как «подходящие», зависит от указателей формата. Если стоит указатель %d, то «подходящими» являются только цифры и знак «минус». Если поставить указатель %x, то соответствующими формату окажутся символы 0123456789ABCDE, так как все они используются при записи чисел в шестнадцатеричной системе счисления. Если же стоит указатель %c, принимаются любые символы, даже пробел внутри входного потока функция scanf() в этом случае не игнорирует. Если написать инструкцию:

scanf("%c", &letter);

и нажать клавишу пробела в начале последовательности значимых символов, scanf() присвоит переменной значение пробел, игнорируя последующие символы. Поэтому, имея дело с типом char, нельзя помещать пробелы перед другими символами.

Вводя строку, функция scanf() начнет присваивание значения с первого значимого символа, игнорируя пробелы впереди, и остановит присваивание, встретив первый пробел среди значимых символов. Взгляните на программу:

puts("Пожалуйста, введите Ваше имя: ");

scanf("%s", name);

Обратите внимание, оператор получения адреса не используется с именем строковой переменной. Если вы наберете на клавиатуре «Нэнси» и нажмете Enter, эти символы будут присвоены переменной name. Даже если набрать «Нэнси Чезин», scanf() начнет присвоение символов с первого значимого символа и остановит, встретив первый пробел, так что значением переменной все равно станет только имя Нэнси, а остальное программа проигнорирует (рис.5.10).

Рис. 5.10. Функция scanf() прекращает чтение символов в строкепри появлении первого пробела

Из-за этой особенности функции scanf(), она является не слишком удобной для ввода строк. В этих случаях лучше использовать функцию gets().

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Вернёмся к последнему листингу прошлого шага:

Листинг 1.

#include int main(void) { int a, b, res; a = 10; b = 7; res = a + b; printf("%d + %d = %d\n", a, b, res); return 0; }

Основная задача этого шага научиться получить данные от пользователя.

Для этого можно использовать функцию scanf . Она, так же как и функция printf , описана в заголовочном файле stdio.h . Т.к. он у нас уже подключен в первой строке, то мы можем свободно использовать функцию scanf в своей программе.

Рис.1. Общий синтаксис функции scanf.

В двойных кавычках указывается спецификатор формата. В зависимости от того в какую переменную мы собираемся сохранять введенное значение, необходимо использовать соответствующий спецификатор формата.

Основные спецификаторы формата:

%d - целые числа
%f - вещественное число типа float
%lf - вещественное число типа double (обозначение lf от long float)
%c - символ

Обратите внимание, что в функции scanf для типов float и double используются различные спецификаторы формата.

После формат-строки нужно указать адрес переменной, в которую нужно сохранить данные. Чтобы указать адрес переменной достаточно перед её именем записать знак & (амперсанд), как на рисунке выше.

Напишем, наконец-таки, программу сложения двух чисел.

Листинг 2.

#include int main(void) { int a, b, res; scanf("%d", &a); // считываем целое значение в переменную a scanf("%d", &b); // считываем целое значение в переменную b res = a + b; printf("%d + %d = %d\n", a, b, res); return 0; }

Скомпилируйте и запустите эту программу. После того, как программа запущена она будет ждать пока вы введёте данные. Мы с вами знаем какие данные нужно вводить, т.к. мы писали эту программу. Для других пользователей, которые код программы не увидят, хорошо бы вывести на экран подсказку, какие данные нужно ввести. Посмотрите как это реализовано в следующем примере.

Эта программа будет полезна тем, кто следит за своим здоровьем. Данная программа подсчитывает уроверь базового обмена веществ по формуле Миффлина-Сан Жеора исходя из данных, которые вы введёте (возраст, рост и вес).

Листинг 3.

#include int main(void){ int age, height, weight; double bov_m, bov_f; printf("Vash vozrast?(god)\n"); scanf("%d", &age); // считываем целое значение в переменную age printf("Vash rost?(cm)\n"); scanf("%d", &height); // считываем значение в переменную height printf("Vash ves?(kg)\n"); scanf("%d", &weight); // считываем значение в переменную weight bov_m = 10*weight + 6.25*height - 5*age + 5; bov_f = 10*weight + 6.25*height - 5*age - 161; printf("| BMR |\n"); printf("| male | female |\n"); printf("|%8.2f|%8.2f|\n",bov_m, bov_f); return 0; }

На самом деле, функция scanf – функция форматного ввода. Она устроена чуть ли не сложнее, чем printf . Но рассказывать новичку об особенностях её работы значит понапрасну грузить его лишней информацией. На данном этапе вам будет достаточно и этих знаний, а когда появится необходимость использовать что-то большее, вы с этим сможете сами разобраться. А может и я в каком-нибудь уроке расскажу.

ρ = m (газа) / V (газа)

D поУ (Х) = М(Х) / М(У)

Поэтому:
D по возд. = М (газа Х) / 29

Динамическая и кинематическая вязкость газа.

Вязкость газов (явление внутреннего трения) - это появление сил трения между слоями газа, движущимися друг относительно друга параллельно и с разными по величине скоростями.
Взаимодействие двух слоев газа рассматривается как процесс, в ходе которого от одного слоя к другому передается импульс.
Сила трения на единицу площади между двумя слоями газа, равная импульсу, передаваемому за секунду от слоя к слою через единицу площади, определяетсязаконом Ньютона :

- градиент скорости в направлении перпендикулярном направлению движения слоев газа.
Знак минус указывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.
- динамическая вязкость.
, где
- плотность газа,
- средняя арифметическая скорость молекул,
- средняя длина свободного пробега молекул.

- кинематический коэффициент вязкости.

Критические параметры газа: Ткр, Ркр.

Критической называется такая температура, выше которой, при любом давлении, газ не может быть переведен в жидкое состояние. Давление, необходимое для сжижения газа при критической температуре, называется критическим. Приведенные параметры газа. Приведенными параметрами называют безразмерные величины, показывающие, во сколько раз действительные параметры состояния газа (давление, температура, плотность, удельный объем) больше или меньше критических:

Скважинная добыча и подземное хранение газа.

Плотность газа: абсолютная и относительная.

Плотность газа является одной из его важнейших характеристик. Говоря о плотности газа, обычно имеют в виду его плотность при нормальных условиях (т. е. при температуре и давлении ). Кроме того, часто пользуются относительной плотностью газа, под которой подразумевают отношение плотности данного газа к плотности воздуха при тех же условиях. Легко видеть, что относительная плотность газа не зависит от условий, в которых он находится, так как, согласно законам газового состояния, объемы всех газов меняются при изменениях давления и температуры одинаково.

Абсолютная плотность газа - это масса 1 л газа при нормальных условиях. Обычно для газов её измеряют в г/л.

ρ = m (газа) / V (газа)

Если взять 1 моль газа, то тогда:

а молярную массу газа можно найти, умножая плотность на молярный объём.

Относительная плотность D - это величина, которая показывает, во сколько раз газ Х тяжелее газа У. Её рассчитывают как отношение молярных масс газов Х и У:

D поУ (Х) = М(Х) / М(У)

Часто для расчетов используют относительные плотности газов по водороду и по воздуху.

Относительная плотность газа Х по водороду:

D по H2 = M (газа Х) / M (H2) = M (газа Х) / 2

Воздух - это смесь газов, поэтому для него можно рассчитать только среднюю молярную массу.

Её величина принята за 29 г/моль (исходя из примерного усреднённого состава).
Поэтому:
D по возд. = М (газа Х) / 29

Одной из важнейших физических свойств газообразных веществ является значение их плотности.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Плотность - это скалярная физическая величина, которая определяется как отношение массы тела к занимаемому им объему.

Данную величину обычно обозначают греческой буквой r или латинскими D и d . Единицей измерения плотности в системе СИ принято считать кг/м 3 , а в СГС - г/см 3 . Плотность газа - справочная величина, её обычно измеряют при н. у.

Зачастую, применительно к газам используют понятие «относительная плотность». Данная величина представляет собой отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму.

Например, при нормальных условиях масса диокисда углерода в объеме 1 л равна 1,98 г, а масса водорода в том же объеме и при тех же условиях - 0,09 г, откуда плотность диоксида углерода по водороду составит: 1,98 / 0,09 = 22.

Относительная плотность газа

Обозначим относительную плотность газа m 1 / m 2 буквой D. Тогда

Следовательно, молярная масса газа равна его плотности по отношению у другому газа, умноженной на молярную массу второго газа.

Часто плотности различных газов определяют по отношению к водороду, как самому легкому из всех газов. Поскольку молярная масса водорода равна 2,0158 г/моль, то в этом случае уравнение для расчета молярных масс принимает вид:

или, если округлить молярную массу водорода до 2:

Вычисляя, например, по этому уравнению молярную массу диоксида углерода, плотность которого по водороду, как указано выше равна 22, находим:

M(CO 2) = 2 × 22 = 44 г/моль.

Плотность газа в лабораторных условиях самостоятельно можно определить следующим образом: необходимо взять стеклянную колбу с краном и взвесить её на аналитических весах. Первоначальный вес - вес колбы, из которой откачали весь воздух, конечный - вес колбы, наполненной до конкретного давления исследуемым газом. Разность полученных масс следует разделить на объем колбы. Вычисленное значение и есть плотность газа в данных условиях.

p 1 /p N ×V 1 /m×m/V N = T 1 /T N ;

т.к. m/V 1 = r 1 и m/V N = r N , получаем, что

r N = r 1 ×p N /p 1 ×T 1 /T N .

В таблице ниже приведены значения плотностей некоторых газов.

Таблица 1. Плотность газов при нормальных условиях.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина»

А.Н. Тимашев, Т.А. Беркунова, Э.А. Мамедов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГАЗА

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Технология эксплуатации газовых скважин» и «Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений» для студентов специальностей:

РГ, РН, РБ, МБ, МО, ГР, ГИ, ГП, ГФ

Под редакцией профессора А.И. Ермолаева

Москва 2012

Определение плотности газа.

Методические указания к проведению лабораторных работ/ А.Н. Тимашев,

Т.А. Беркунова, Э.А. Мамедов – М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012.

Изложены способы лабораторного определения плотности газа. В основу положен действующий ГОСТ 17310 – 2002.

Методические указания предназначены для студентов нефтегазовых вузов специальностей: РГ, РН, РБ, МБ, МО, ГР, ГИ, ГП, ГФ.

Издание подготовлено на кафедре разработки и эксплуатации газовых и га-

зоконденсатных месторождений.

Печатается по решению учебно-методической комиссии факультета разра-

ботки нефтяных и газовых месторождений.

Введение

Физические свойства природных газов и углеводородных конденсатов ис-

пользуются как на стадии проектирования разработки и обустройства месторож-

дений природных газов, так и при анализе и контроле разработки месторождения,

работы системы сбора и подготовки продукции газовых и газоконденсатных скважин. Одним из главных физических свойств, подлежащих изучению, является плотность газа месторождений.

Поскольку состав газа месторождений природных газов является сложным,

состоящим из углеводородных (алканы, циклоалканы и арены) и неуглеводород-

ных компонентов (азот, гелий и др. редкоземельные газы, а также кислые компо-

ненты Н2 S и СО2 ), возникает необходимость лабораторного определения плотно-

сти газов.

В данном методическом указании рассмотрены расчетные способы опреде-

ления плотности газа по известному составу, а также два лабораторных метода определения плотности газа: пикнометрический и метод истечения через капил-

1. Основные определения

1.1. Плотность природного газа при атмосферном давлении

Плотность газа равна массе М , заключенной в единице объемаv вещест-

ва. Различают плотность газа при нормальных н Р 0,1013мПа ,Т 273К и

Где М – молекулярная масса газа, кг/кмоль; 22,41 и 24,04, м3 /кмоль – молярный объем газа соответственно при нормальных (0,1013 МПа, 273 К) и стандартных

(0,1013 МПа, 293 К) условиях.

Для природных газов, состоящих из углеводородных и неуглеводородных компонентов (кислых и инертных) кажущаяся молекулярная масса М к

определяется по формуле

где М i – молекулярная масса i-го компонента кг/кмоль;n i –мольный процент i-го компонента в смеси;

к – число компонентов в смеси (природном газе).

Плотность природного газа см равна

i – плотность i-го компонента при 0,1 МПа и 293 К.

Данные по индивидуальным компонентам приведены в таблице 1.

Пересчет плотности при различных условиях температуры и давлении

0,1013 МПа (101,325 кПа) в приложении В.

1.2. Относительная плотность газа

В практике инженерных расчетов часто используется понятие относитель-

ная плотность, равная отношению плотности газа к плотности воздуха при одинаковых значениях давления и температуры. Обычно принимают в качестве эталонных нормальные или стандартные условия, при этом плотность воздуха со-

ответственно составляет в 0 1,293кг /м 3 ив 20 1,205кг /м 3 . Тогда относитель-

ная плотность природного газа равна

1.3. Плотность природного газа при давлениях и температурах

Плотность газа для условий в продуктивном пласте, стволе скважины, газо-

проводах и аппаратах при соответствующих давлениях и температурах определя-

ется по следующей формуле

где Р иТ давление и температура в месте расчета плотности газа; 293 К и 0,1013 МПа – стандартные условия при нахождениисм ;

z ,z 0 – коэффициенты сверхсжимаемости газа соответственно приР иТ и стан-

дартных условиях (значение z 0 = 1).

Наиболее простым способом определения коэффициента сверхсжимаемости z является графический метод. Зависимость z от приведенных параметров пред-

ставлена на рис. 1.

Для однокомпонентного газа (чистого газа) приведенные параметры опре-

деляются по формулам

включительно, а все остальные компоненты объединяются в остаток (псевдоком-

понент) С5+ или С7+ , в этом случае критические параметры определяются по фор-

При 100 М с 5 240и700d с 5 950,

М с 5 – молекулярная масса С5+ (С7+ ) кг/кМоль;

d c 5 – плотность псевдокомпонента С5+ (С7+ ), кг/м3 .

Таблица 1

Показатели компонентов природного газа