如何将气体换算为一个标准大气压下的标准体积

如何将气体换算为一个标准大气压下的标准体积
如何将气体换算为一个标准大气压下的标准体积

由于交货单上,罐体内气体压强(fillin g pressure of gas)与罐体体积(specification of cylinder) 的乘积,与厂家填充气体体积(V olume of gas charged)基本相当,根据气体状态方程P1V1=P2V2,可以推测出厂家在向罐体内填充的气体体积,是按照一个标准大气压计算的。

1标准大气压=101325 N/㎡。(在计算中通常为1标准大气压=1.01×10^5 N/㎡)。100kPa=0.1MPa。IUPAC将“标准压力”重新定义为100 kPa。

在实际计算中,将理想气体的状态方程即P1V1/T1=P2V2/T2 作为计算依据。

举例:

通盈氘气2011-01-06

V olume of gas charged 5600L

Specification of Cylinder 46.0 L

Filling pressure of gas ,temp 11.6Mpa @ 5℃

将一个标准大气压下,5600L的气体进入46L体积装钢瓶内,钢瓶测量压强为11.6Mpa ,测量时气体环境温度为5℃(转化为开尔文温度为278°)。

计算方法:需要首先将罐体压强换算为以kPa为单位,再带入气体方程进行比对

P1V1/T1 = 11.6*10 * 3/ 278 =5336 / 278 ≈19.19

倒推通盈填充气体时的气体温度T2= P1V1/19.19= 5600/19.19≈291.82(19℃)

为确保无误,另外抽测3组氘气交货单上的数据,进行同样计算,确认是否T2为恒定值

1.V 4500L CY 40L PRE 10.7 T1 8℃=281K

T2=4500/(40*10.7*10*3/281)=295.44 (22.4℃)

2.V 5500L CY 45.0L PRE 12.0 TI 15℃=288K

T2=5500/(45*12*10*3/288)=293.33 (20.3℃)

3. V4400L CY 40.0L PRE 11.2 T1 23℃=296K

T2= 4400/(40*11.2*10*3/296)=290.71 (18℃)

通过计算可知,

1. 厂家在进行气体填充时的外部条件为20℃,1个大气压强(或换算出来的)。

2.当填充气体温度(temp)超过20℃时,换算一个标准大气压下,计算出的罐体内气体体积略大于厂家填充时的体积。

当填充气体温度(temp)低于20℃时,计算出的气体体积略小于厂家气体填充时的体积。

这是因为,按照理想气体状态方程P1V1/T1=P2V2/T2,钢瓶体积V1=V2,温度T1,T2的变化,导致了P1 P2的改变。

结果:

在进行气体压强,体积计算的时候,只需要知道目前使用的罐体内剩余气体压强和周围环境温度,即可以换算为20℃,一个标准大气压下的气体体积。

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