Τριάντα κιλά μεθανίου κρατούνται σε σφραγισμένο δοχείο AT100DEGF. Ο όγκος είναι 2 cu ft. Υπολογίστε το δοχείο αερίου;

Εδώ είναι πώς να υπολογίσετε την πίεση του αερίου μεθανίου στο δοχείο:

1. Μετατροπή μονάδων

* Θερμοκρασία: Μετατρέψτε το Fahrenheit στο Rankine (Κλίμακα απόλυτης θερμοκρασίας):

* 100 ° F + 459,67 =559,67 ° R

* μάζα: Μετατρέψτε τις λίρες σε moles. Το μοριακό βάρος του μεθανίου (CH4) είναι 16,04 g/mol.

* 30 lbs * 453.592 g/lb/16.04 g/mol =847.7 mol

2. Εφαρμόστε τον ιδανικό νόμο περί αερίου

Ο ιδανικός νόμος για το αέριο περιγράφει τη σχέση μεταξύ πίεσης (P), όγκου (v), θερμοκρασίας (t) και του αριθμού των γραμμομορίων (n) ενός αερίου:

* pv =nrt

όπου r είναι η ιδανική σταθερά αερίου, η οποία είναι 0,0821 L · atm/mol · k ή 10,73 psi · ft³/lbmol · ° R (θα χρησιμοποιήσουμε το τελευταίο για αυτό το πρόβλημα).

3. Λύστε για πίεση (P)

* p =(nrt) / v

* p =(847,7 mol * 10,73 psi · ft³/lbmol · ° R * 559,67 ° R)/2 ft³

* p ≈ 25.400 psi

Επομένως, η πίεση μέσα στο δοχείο αερίου είναι περίπου 25.400 psi

Σημαντικές σημειώσεις:

* Ιδανικές υποθέσεις νόμου περί αερίου: Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι το μεθάνιο συμπεριφέρεται ως ιδανικό αέριο. Σε πολύ υψηλές πιέσεις, τα πραγματικά αέρια μπορούν να αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά.

* Ασφάλεια: Η υπολογισμένη πίεση είναι εξαιρετικά υψηλή. Αυτό είναι πολύ πέρα ​​από την ασφαλή πίεση λειτουργίας για τα περισσότερα δοχεία.

* Σκέψεις πραγματικού κόσμου: Αυτός ο υπολογισμός είναι ένα θεωρητικό παράδειγμα. Σε εφαρμογές πραγματικού κόσμου, θα πρέπει να εξετάσετε τη δύναμη του υλικού του εμπορευματοκιβωτίου, τους παράγοντες ασφαλείας και άλλες μηχανικές εκτιμήσεις.