作业帮用瓶装氮气（容量40L,压力12mpa）将容积为1M3的容器从0.6mpa充压至10mpa,请问如何计算需要氮气多少瓶
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/04 04:28:07
用瓶装氮气（容量40L,压力12mpa）将容积为1M3的容器从0.6mpa充压至10mpa,请问如何计算需要氮气多少瓶
用瓶装氮气（容量40L,压力12mpa）将容积为1M3的容器从0.6mpa充压至10mpa,请问如何计算需要氮气多少瓶
用瓶装氮气（容量40L,压力12mpa）将容积为1M3的容器从0.6mpa充压至10mpa,请问如何计算需要氮气多少瓶
这个问题并不简单.为计算方便,采用理想气体状态方程,并假设,冲氮过程中,氮气钢瓶与1m³容器的温度均保持在25℃.
冲第1瓶氮气.氮气钢瓶内含有的氮气mol数,由理想气体状态方程pV＝nRT,则n＝pV/RT＝（12×106×0.04）÷（8.314×298）＝193.7mol,容器内原有气体mol数为：n＝pV/RT＝（0.6×106×1）÷（8.314×298）＝242.2mol.我们想象一下,1个1.04m³的容器有242.2mol＋193.7mol＝435.9mol的氮气,其压力为：p＝nRT/V＝（435.9×8.314×298）/1.04＝1038436pa≈1.04Mpa,那么这个压力就是冲第1瓶氮气的平衡压力.
同理,冲第2瓶,第3瓶等等,都有一个平衡压力,下面予以逐瓶计算：
瓶序号 平衡压力
1 1.04Mpa
2 1.46Mpa
3 1.87Mpa
4 2.26Mpa
4 2.63Mpa
5 2.99Mpa
6 3.34Mpa
7 3.67Mpa
8 3.99Mpa
9 4.30Mpa
10 4.60Mpa
11 4.88Mpa
12 5.15Mpa
13 5.41Mpa
14 5.66Mpa
15 5.90Mpa
16 6.13Mpa
17 6.36Mpa
18 6.58Mpa
19 6.79Mpa
20 6.99Mpa
21 7.18Mpa
22 7.37Mpa
23 7.55Mpa
24 7.72Mpa
25 7.88Mpa
26 8.04Mpa
27 8.19Mpa
28 8.34Mpa
29 8.48Mpa
30 8.62Mpa
31 8.75Mpa
32 8.87Mpa
33 8.99Mpa
34 9.11Mpa
35 9.22Mpa
36 9.33Mpa
37 9.43Mpa
38 9.53Mpa
39 9.62Mpa
40 9.71Mpa
41 9.80Mpa
42 9.88Mpa
43 9.96Mpa
44 10.03Mpa
由计算可见,竟然需要44瓶氮气!所以用氮气瓶将1m³容器冲压至10Mpa根本不可取,还是用压缩机的好.
根据pV=nRT
在这里涉及到的只有p和V，n的关系
V=40L的时候，p=12mpa，物质的量设为n
则当V=1m³，p=10mpa时，物质的量就是25n×(10/12)
125n/6
所以需要125/6=20.8瓶的N2
9.6*1=12*0.04x
x=20瓶