Рассчитать массу газа в сосуде
12 марта 2012
Автор КакПросто!
Довольно часто встает вопрос: как можно вычислить массу какого-либо газа, содержащегося в определенном объеме при определенных условиях (давлении, температуре)? Произвести эти вычисления несложно, надо лишь знать несколько правил.
Инструкция
Предположим, перед вами поставлена задача: надо определить массу углекислого газа, занимающего при нормальном давлении и комнатной температуре объем в 0,18 м^3. Прежде всего вспомните универсальное правило, согласно которому 1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем, равный 22,4 литра. (Точнее – 22, 414 литра, но для упрощения расчетов эту величину можно округлить).
Потом переведите данный вам объем в литры. 0,18м^3 – это 180 литров. Соответственно, в нем содержится 180/22,4 = 8,036 молей углекислого газа.
А теперь остается последний шаг. Формула углекислого газа – СО2. Его молярная масса: 12 + 16*2 = 44 грамма/моль. То есть в одном моле углекислого газа содержится примерно 44 грамма этого вещества. Сколько же его в 8,036 молях? Произведите умножение: 44*8,036 = 353, 58 грамма или округленно 353,6 грамма. Задача решена.
Если вам надо найти массу того же углекислого газа, но находящегося при условиях весьма отличающихся от нормальных? Например, какое-то количество этого газа поместили в герметичный сосуд объемом V, нагрели до температуры Т, измерили его давление, оказавшееся равным P. Вопрос: какая масса углекислого газа содержится в сосуде при таких условиях?
И эта задача также очень простая. Для ее решения надо всего лишь вспомнить про уравнение Менделеева-Клапейрона, названное в честь двух выдающихся ученых. Оно было выведено ими для описания состояний так называемого «идеального газа». Его формула такова: PV = MRT/m. Или в слегка видоизмененной форме: PVm = МRT, где З – давление в паскалях, V – объем в кубических метрах, m – молярная масса газа, M – его фактическая масса, T – температура в градусах Кельвина, R – универсальная газовая постоянная, примерно равная 8,31.
Легко можно видеть, что фактическая масса газа М вычисляется по формуле: М = PVm / RT. Подставив в эту формулу все известные данные, и помня, что молярная масса углекислого газа m равна 44 грамма/моль, вы легко получите ответ.
Конечно же, ни углекислый газ, ни какой-либо другой не является идеальным газом. Поэтому, уравнение Менделеева-Клапейрона не вполне точно описывает его состояние. Но, если условия не очень сильно отличаются от нормальных, погрешности вычислений малы, и ими можно пренебречь.
Источники:
- формула углекислого газа
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Источник
При проектировании и эксплуатации часто стоит задача: определить массу вещества на производственной площадке, цехе, участке, в техническом устройстве, сосуде или трубопроводе. Массу веществ определяют:
- на стадии проектирования производственных объектов масса веществ нужна для определения нагрузок на различные конструкции при проведении расчетов на прочность (расчет на прочность, расчет на устойчивость, расчет опорных конструкций и т.п.);
- при эксплуатации и проектирования производственного объекта необходимо определять количество опасных веществ согласно Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ “О промышленной безопасности опасных производственных объектов” для возможности идентификации производственной площадки и определения класса опасности. Согласно ФЗ №116 критерием для оценки количества опасных веществ на ОПО служит его масса. Сведения о массе опасного вещества на ОПО указывается в сведениях характеризующих ОПО.
Общие сведения.
Методика расчета массы вещества зависят от агрегатного состояния:
- вещество в твердом и жидком состоянии;
- вещество в газообразном виде;
- вещество в двухфазовом состоянии.
Расчет массы вещества в твердом и жидком состоянии.
Расчет массы вещества в твердом и жидком состоянии. Общий случай.
При инженерных расчетах жидкости считаются практически не сжимаемы.
Т. е. плотность веществ в твердом и жидком состоянии зависит только от температуры. Плотность (ρ) веществ можно определить по справочным данным.
В этом случае масса (m) вещества рассчитывается по простой формуле:
m=ρ⋅V,
V – объем вещества. Объем вещества определяется согласно паспортным данным технического устройства, сосуда или по данным проектной документации. При отсутствии данных объем для существующих устройств можно определить путем замера. Существует несколько методов определения объемов.
Введите объем вещества (V0)
Введите плотность вещества при конкретной температуре (pl0)
Результат расчета массы вещества (m0)
Формула расчета массы вещества:
Скачать результат расчета массы вещества:
Поделится ссылкой на расчет массы:
Расчет массы жидкости в трубопроводе.
Для трубопроводов объем вещества определяется, как внутренний объем трубопровода. В этом случае выше приведенная формула примет вид:
m=ρ⋅l⋅π⋅Dвн2/4,
l – длина участка трубопровода диаметром Dвн;
Dвн – внутренний диаметр трубопровода.
Введите плотность жидкости при конкретной температуре (pl1)
Введите длину участка трубопровода (ly1)
Введите длину внутреннего диаметра трубопровода (Dvn1)
Результат расчета массы жидкости в трубопроводе (m1)
Формула расчета массы жидкости в трубопроводе:
Скачать результат расчета массы жидкости в трубопроводе:
Поделится ссылкой на расчет массы:
Расчет массы вещества жидкости в сосуде или объемных технических устройствах.
Для сосудов и объемных технических устройствах (далее просто сосуд) возможны два варианта расчета:
- объем сосуда полностью занят жидкостью. В этом случае массу можно рассчитать, как показано выше;
- объем сосуда частично занят жидкостью. В этом случае надо учитывать:
- процент (долю) занятую жидкой фазой;
- массу газа в оставшемся объеме сосуда, в случае если сосуд не является атмосферным (объем сосуда не связан с атмосферой) или газ тяжелее воздуха. Пример сосуда – резервуары СУГ на АГЗС (в которых минимум 15 % от объема должна составлять газовая подушка, жидкости не более 85 % соответственно).
Введите объем сосуда (полный) (V2)
Введите процент объема сосуда, занятого жидкостью (d2)
Расчет массы жидкости сосуде.
mж=(d/100)⋅ρ⋅V,
d – процент жидкости в сосуде, %;
Введите плотность жидкости при конкретной температуре (pl2)
Результат расчета массы жидкости в сосуде (m2)
Формула расчета массы жидкости в сосуде :
Скачать результат расчета массы жидкости в сосуде :
Поделится ссылкой на расчет массы:
Расчет массы газа и жидкости в сосуде.
Расчет массы газа проводится с помощью уравнения состояния идеального газа. Эту методику нельзя использовать для газа с высоким давлением или при сочетании высокого давления и высокой температуры (например водяной пар, используемый как рабочее тело в машинах). В этих случаях рекомендуется использовать справочные данные и пользоваться формулой, приведенной выше.
mг=mж+((100-d)⋅V⋅P⋅M)/(T⋅R),
где P – давление газа в сосуде, M – молярная масса газа, T – температура газа в сосуде, R – универсальная газовая постоянная.
Введите давление газа (абсолютное) (PA3)
Введите молярную массу газа (Mg3)
Введите температуру газа (T3)
Введите универсальную газовую постоянную (Run3)
Результат расчета массы газа и жидкости в сосуде (m3)
Формула расчета массы газа и жидкости в сосуде:
Скачать результат расчета массы газа и жидкости в сосуде:
Поделится ссылкой на расчет массы:
Расчет массы газа.
Расчет массы газа. Общий случай.
Расчет массы газа проводится также с помощью уравнения состояния идеального газа.
mг=(V⋅P⋅M)/(T⋅R),
где P – давление газа в сосуде, M – молярная масса газа, T – температура газа в сосуде, R – универсальная газовая постоянная.
Введите давление газа (абсолютное) (PA4)
Введите молярную массу газа (Mg4)
Введите температуру газа (T4)
Введите универсальную газовую постоянную (Run4)
Результат расчета массы газа (m4)
Формула расчета массы газа:
Скачать результат расчета массы газа:
Поделится ссылкой на расчет массы:
Расчет массы газа в трубопроводе.
mг=(3,14⋅L⋅Dвн2⋅P⋅M)/(4⋅T⋅R),
Введите длину участка трубопровода (Ly5)
Введите длину внутреннего диаметра трубопровода (Dvn5)
Введите давление газа (абсолютное) (PA5)
Введите молярную массу газа (Mg5)
Введите температуру газа (T5)
Введите универсальную газовую постоянную (Run5)
Результат расчета массы газа (m5)
Формула расчета массы газа:
Скачать результат расчета массы газа:
Поделится ссылкой на расчет массы:
Расчет массы вещества в двухфазовом состоянии.
Точный расчет массы вещества состоящего сразу в двух состояниях является сложной задачей. На практике часто используется упрощенный вариант, предусматривающий использование процента содержания разных фаз вещества, как на примере выше.
Примечание:
Определив количество вещества и если оно относится к опасным согласно ФЗ «О промышленной безопасности» можно провести предварительную идентификацию в онлайн сервисе по идентификации ОПО.
Поделиться ссылкой:
Источник