Како израчунати тежину гаса у цилиндру

У зависности од вашег посла или других аспеката вашег животног стила, повремено или редовно можете радити са цилиндрима под притиском који садрже једну или више врста гаса. „Гас“ у овом контексту није скраћеница од „бензин“, већ се односи на било коју супстанцу у гасовитом, за разлику од чврстог или течног стања. Један од популарних примера је пропан са угљоводоничним горивом.

Повремено ћете можда морати да пронађете тежину гаса унутар цилиндра. Један сиров начин да се то постигне био би одмеравање цилиндра који садржи гас о коме је реч, пражњење целог гаса и поновно вагање цилиндра; разлика у вредностима била би маса гаса, под претпоставком да ваздух не би могао тећи у посуду и додати масу која би одбацила прорачун. То би, међутим, био очигледан губитак хемијских ресурса.

Постоји ли бољи начин? Заиста, и научи вас мало физике и хемије у погодби.

Сврха складиштења компримованих гасова у цилиндрима и другим контејнерима је директна: омогућава већи део супстанце да се транспортује и складишти у мањој физичкој запремину него што би била потребна да се дотичном гасу дозволи да се сам дистрибуира природно, као и молекули гаса и друге честице које чине ваздух у атмосфери око ти.

Ово, на жалост, подразумева компромис: компресија гасова (односно смањење њихове запремине) подразумева пропорционално повећање притиска, под претпоставком да се држе све остале променљиве, као што је температура константан. Ово се даље истражује у каснијем одељку.

Због тога плинске боце имају унутрашњи притисак већи од атмосферског, који на површини Земље износи 14,7 фунти по квадратном инчу (пси). Супстанце које садрже морају имати тачке кључања испод 20 степени Целзијуса (68 степени Фахренхеита) да би се сматрали гасовима, јер би у супротном остали чврсте материје изнад „собне температуре“ или тако.

Закон о идеалном гасу каже да:

ПВ = нРТ

где П. је притисак, В. је запремина, н број присутних молова гаса, Р. је константа и Т. је температура у Келвинима (К). У ситуацији у којој Т. и н су стални али П. и В. може променити, на пример када се отвори вентил у цилиндру који садржи гас, то значи да производ од П. и В. је константа током процеса. У симболима:

П.₁В.₁ = П₂В.₂

Рецимо да имате боцу са азотом ускладиштену на нормалној температури (20 Ц) и притиску (14,7 пси) са ознаком запремине 29,5 Л и унутрашњим притиском од 2200 пси. Колика је „природна“ запремина гаса азота?

Ако би се гас ослободио, раширио би се по целој околини и његов притисак би постао једнак атмосферском притиску. Стога можете користити однос изведен горе где је П.₁ = 2.200 пси, В.₁ = 29,5 Л и П.₂ = 14,7 пси да би се пронашло В₂:

(2.200) (29,5) / (14,7) = В.₂ = 4.415 Л

Да бисте израчунали масу ове запремине гаса, морате знати његову густину у нормалним условима. За ове информације потражите страницу попут оне у ресурсима.

Азот (Н.₂) има молекулску масу од 28,0 г / мол и густину од 1,17 кг / м³ = 1,17 г / Л на 20 Ц. Пошто је густина маса подељена са запремином, маса је једнака запремини и густини; у овом случају:

(4.415 Л) (1.17 г / Л) = 5.165 г = 5.165 кг

• Ово је око 11,5 килограма азота (1 кг = 2,204 лб).

И, као што видите, одговор на питање о маси цилиндра је не! Све што вам треба је мало практичног знања из хемије и мало истрајности.