직업이나 라이프 스타일의 다른 측면에 따라 한 가지 이상의 종류의 가스가 들어있는 가압 실린더로 가끔 또는 정기적으로 작업 할 수 있습니다. 이 문맥에서 "가스"는 "가솔린"의 줄임말이 아니라 고체 또는 액체 상태가 아닌 기체 상태의 물질을 의미합니다. 한 가지 인기있는 예는 탄화수소 연료 프로판입니다.
때때로 실린더 내부의 가스 무게를 찾아야 할 수도 있습니다. 이를 수행하는 한 가지 조잡한 방법은 해당 가스가 들어있는 실린더의 무게를 측정하고 모든 가스를 배출 한 다음 실린더의 무게를 다시 측정하는 것입니다. 값의 차이는 가스의 질량이 될 것입니다. 공기가 컨테이너로 흐르지 않고 계산을 방해 할 질량을 추가 할 수 없다고 가정합니다. 그러나 이것은 화학 자원의 명백한 낭비가 될 것입니다.
더 좋은 방법이 있습니까? 사실, 그것은 당신에게 약간의 물리와 화학을 저렴한 가격으로 가르쳐줍니다.
표준 가스통
압축 가스를 실린더 및 기타 컨테이너에 저장하는 목적은 간단합니다. 더 많은 물질을 더 작은 물리적 공간에 운반하고 저장할 수 있습니다. 가스 분자와 주변 대기의 공기를 구성하는 기타 입자처럼 문제의 가스가 자연적으로 분산되도록 허용 된 경우 필요한 양보다 당신.
안타깝게도 이것은 절충안을 수반합니다. 가스 압축 (즉, 부피 감소)은 온도와 같은 다른 모든 변수가 유지된다는 가정하에 비례 압력 증가 일정한. 이것은 이후 섹션에서 더 자세히 설명합니다.
따라서 가스 실린더는 지구 표면에서 14.7psi (평방 인치당 파운드) 인 대기압보다 높은 내부 압력을가집니다. 포함 된 물질의 끓는점은 섭씨 20도 (화씨 68도) 미만이어야합니다. 가스로 간주하기 위해, 그렇지 않으면 "실온"이상으로 고체 상태로 유지되거나 그래서.
이상 기체 법칙
이상 기체 법칙은 다음과 같이 명시합니다.
PV = nRT
어디 피 압력입니다. V 볼륨입니다. 엔 존재하는 가스의 몰수, 아르 자형 상수이고 티 켈빈 (K) 단위의 온도입니다. 상황에서 티 과 엔 일정하지만 피 과 V 가스가 들어있는 실린더에서 밸브를 열 때와 같이 변경 될 수 있습니다. 피 과 V 프로세스 전반에 걸쳐 상수입니다. 기호에서 :
피1V1 = P2V2
압축 가스의 부피 계산
29.5 L의 부피와 2,200 psi의 내부 압력으로 레이블이 지정된 상온 (20 C) 및 압력 (14.7 psi)에 저장된 질소 실린더가 있다고 가정 해 보겠습니다. 질소 가스의 "천연"부피는 얼마입니까?
가스가 방출되면 환경 전체에 분산되어 압력이 대기압과 같아집니다. 따라서 위에서 파생 된 관계를 사용할 수 있습니다. 여기서 P1 = 2,200psi, V1 = 29.5 L 및 P2 = 14.7psi (V를 찾는 데 사용)2:
(2,200) (29.5) / (14.7) = V2 = 4,415L
가스의 질량 계산: 실린더의 질량이 필요합니까?
이 가스 부피의 질량을 계산하려면 정상적인 조건에서의 밀도를 알아야합니다. 이 정보는 리소스에있는 것과 같은 페이지를 참조하십시오.
질소 (N2)의 분자량은 28.0g / mol이고 밀도는 1.17kg / m입니다.3 = 20 ° C에서 1.17g / L. 밀도는 질량을 부피로 나눈 값이므로 질량은 부피 x 밀도와 같습니다. 이 경우 :
(4,415L) (1.17g / L) = 5,165g = 5.165kg
- 이것은 약 11.5 파운드의 질소 (1kg = 2.204 파운드)입니다.
그리고 보시다시피 실린더의 질량에 대한 질문에 대한 답은 아니오입니다! 필요한 것은 약간의 실용적인 화학 지식과 약간의 인내입니다.