תלוי בעבודה שלך או בהיבטים אחרים של אורח החיים שלך, אתה יכול לעבוד מדי פעם או באופן קבוע עם צילינדרים בלחץ המכילים סוג אחד או יותר של גז. "גז" בהקשר זה אינו קיצור של "בנזין", אלא מתייחס לכל חומר במצב גזי, בניגוד למצב מוצק או נוזלי. אחת הדוגמאות הפופולריות היא פרופאן הדלק הפחמימני.
מדי פעם, ייתכן שתצטרך למצוא את משקל הגז בתוך הגליל. דרך גסה אחת לכך היא לשקול את הגליל המכיל את הגז המדובר, לשחרר את כל הגז ולשקול את הגליל שוב; ההבדל בערכים יהיה מסת הגז, בהנחה שאף אוויר לא יכול לזרום למיכל ולהוסיף מסה שתזרוק את החישוב. עם זאת, זה יהיה בזבוז ברור של משאבים כימיים.
האם יש דרך טובה יותר? ואכן, וזה מלמד אותך קצת פיזיקה וכימיה במציאה.
צילינדר הגז הסטנדרטי
מטרת אחסון הגזים הדחוסים בצילינדרים ובמיכלים אחרים היא פשוטה: היא מאפשרת להעביר ולאחסן חומר רב יותר בפיזיקה קטנה יותר. נפח מהנדרש אם היה מאפשר לגז המדובר להתפשט באופן טבעי, כמו גם מולקולות הגז וחלקיקים אחרים המרכיבים את האוויר באטמוספירה סביב אתה.
זה, למרבה הצער, כרוך במסחר: דחיסת גזים (כלומר צמצום נפחם) גוררת א עלייה פרופורציונאלית בלחץ, בהנחה שכל המשתנים האחרים, כגון טמפרטורה, מוחזקים קָבוּעַ. זה נחקר עוד בחלק מאוחר יותר.
לפיכך, בלוני הגז מלחצים פנימיים הגבוהים מלחץ האטמוספירה, שהם 14.7 פאונד לאינץ 'מרובע על פני כדור הארץ. על החומרים שהם מכילים להיות בעלי נקודות רתיחה מתחת ל -20 מעלות צלזיוס (68 מעלות פרנהייט) על מנת להיחשב כגזים, אחרת הם יישארו מוצקים מעל "טמפרטורת החדר" או כך.
חוק הגז האידיאלי
חוק הגז האידיאלי קובע כי:
PV = nRT
איפה פ האם הלחץ, ו הוא הנפח, נ הוא מספר שומות הגז הקיימות, ר הוא קבוע ו ט היא הטמפרטורה בקלווין (K). במצב בו ט ו נ הם קבועים אבל פ ו ו יכול להשתנות, כמו למשל כאשר פותחים שסתום בגליל המכיל גז, המשמעות היא שהתוצר של פ ו ו הוא קבוע לאורך כל התהליך. בסמלים:
פ1ו1 = P2ו2
חישוב נפח הגז הדחוס
נניח שיש לך צילינדר חנקן המאוחסן בטמפרטורה רגילה (20 צלזיוס) ולחץ (14.7 psi) המסומן בנפח 29.5 ליטר ולחץ פנימי של 2,200 psi. מהו הנפח "הטבעי" של גז חנקן?
אם הגז היה משוחרר, הוא יתפזר בכל הסביבה, ולחץ שלו היה שווה ללחץ האטמוספרי. לכן אתה יכול להשתמש בקשר הנגזר לעיל במקום בו P1 = 2,200 psi, V.1 = 29.5 ל 'ופ'2 = 14.7 psi כדי למצוא V2:
(2,200) (29.5) / (14.7) = V.2 = 4,415 ליטר
חישוב מסת הגז: האם יש צורך במסת הגליל?
כדי לחשב את מסת נפח הגז הזה, עליך לדעת את צפיפותו בתנאים רגילים. לקבלת מידע זה, עיין בדף כמו זה שבמקורות.
חנקן (N2) יש מסה מולקולרית של 28.0 גרם למול וצפיפות של 1.17 ק"ג / מ '3 = 1.17 גרם / ליטר ב -20 צלזיוס מכיוון שצפיפות היא מסה חלקי נפח, המסה שווה נפח כצפיפות; במקרה הזה:
(4,415 ליטר) (1.17 גרם / ליטר) = 5,165 גרם = 5.165 ק"ג
- מדובר בכ- 11.5 קילו חנקן (1 ק"ג = 2.204 ק"ג).
וכפי שאתה יכול לראות, התשובה לשאלה לגבי מסת הגליל היא לא! כל מה שאתה צריך זה קצת ידע מעשי בכימיה וקצת התמדה.