290 热力学-理想气体-状态方程

290 热力学-理想气体-状态方程

理想气体状态方程

pv=RT

式中,p为理想气体压力,Pav为理想气体比容,m3/molR为气体常数,8.314J/(mol.K)T为理想气体温度,K

应用示例

室内某40L氧气钢瓶中氧气压力15atm,试估算钢瓶中氧气还有多少kg?

基本思路

已知钢瓶容积

V=40L=0.04m3

计算钢瓶内氧气量还需要氧气密度或比容(比容的倒数即为密度)。

氧气比容可用状态方程计算得到,压力为15atm、温度为室温的氧气可近似作为理想气体处理。

计算过程

已知氧气压力:

p=15atm=15*101325 Pa

氧气在室内,取室温20℃,即:

T=20+273=293 K

代入理想气体状态方程,可得氧气比容为:

v=RT/p=8.314*293/(15*101325)=0.0016  m3/mol

氧气密度为:

ρ=1/v=1/0.0016=625 mol/m3

1mol氧气0.032kg,因此:

ρ=625*0.032=20 kg/m3

因此钢瓶内氧气的量为:

M=ρV=20*0.04=0.8 kg

研讨

什么情况下计算气体比容或密度时可近似作为理想气体处理?

了解容器内工质量的其他方法还有哪些?

采用普通机械式压力表测量钢瓶内气体压力时,钢瓶内气体实际压力与压力表读数之间有什么关系?

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