钢瓶气体体积计算
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2011-01-06V olume of gas charged 5600LSpecification of Cylinder 46.0 LFilling 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℃=281KT2=4500/(40*10.7*10*3/281)=295.44 (22.4℃)2．V 5500L CY 45.0L PRE 12.0 TI 15℃=288KT2=5500/(45*12*10*3/288)=293.33 (20.3℃)3. V4400L CY 40.0L PRE 11.2 T1 23℃=296KT2= 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）。
物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)
物理化学核心教程（第二版）参考答案第一章气体一、思考题1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状采用了什么原理答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。
采用的是气体热胀冷缩的原理。
2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。
试问，这两容器中气体的温度是否相等答：不一定相等。
根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。
3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。
当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。
试问：（1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动（2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。
（2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。
因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。
4. 在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。
请估计会发生什么现象答：软木塞会崩出。
这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。
如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。
防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。
5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。
但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。
而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。
随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。
TO14标准气体资料
２０
２１
２２
２３
ＣＡＳ
英文名
71-43-2
Benzene
74-83-9
Bromomethane
56-23-5
Carbon Tetrachloride
108-90-7
Chlorobenzene
67-66-3
Chloroform
74-87-3
Chloromethane
10061-01-5 cis-1,3-Dichloropropene
电话：010-89820533 传真：010-82129875 邮件：sales@
1,3,5-Trimethylbenzene
３６ 75-01-4
Vinyl Chloride
３７ 108-38-3
m-Xylene
３８ 95-47-6
o-Xylene
３９ 106-42-3
p-Xylene
１，１，２，２－四氯乙烷 四氯乙烯 甲苯
反－１，３－二氯丙烯 三氯乙烷
１，１，２－三氯乙烷 三氯乙烯
1,1,2 Trichlorotrifluoroethane
76-13-1
Halocarbon 113
76-14-2 75-71-8
Dichlorotetrafluoroethane Halocarbon 114
Dichlorodifluoromethane Halocarbon 12
87-68-3 Hexachloro-1,3 Butadiene
Ｒｉｎｓｔ
北京永朝欣业科技有限公司
U.S. EPA TO-14校准标气
符合美国环保署TO-14A方法要求-“使用特殊处理的采样罐/气相色谱仪检测环境大气中的挥发性有机物”，被广 泛的用于环境大气研究和室内空气质量研究。
理想气体
RT p Vm b
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1.1
气体
由于真实气体分子间有作用力，且以吸引力为主，因此 其压力为
p RT a 2 Vm b Vm
分离变量，整理即得式（1-13）。 【任务1-5解答】（1）用理想气体状态方程计算：
p n 10.0 RT 8.314 300 =5.13MPa 3 V 4.86 10
（2）用范德华方程计算：
nRT an2 10.0 8.314 300 0.5562 10.02 p＝ 2 － ＝3.55MPa 3 3 3 V nb V 4.86 10 10.0 6.380 10 4.86 10
显然用范德华方程计算结果与实测值比较接近。
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1.1
气体
实验表明，对于中压范围（1.6MPa≤P＜10MPa）的气
体，用范德华方程计算结果更为准确。
分别用理想气体状态方程和范德华方程计算1mol CH3OH气体在400K，101325Pa的体积，并比较两者有和差 别，为什么？
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an2 p V nb nRT V
(1-12)
(1-13)
a p Vm b RT Vm
a、b为范德华常数（见表1-1）。通常，容易液化的气体， 气体分子间引力越大，a越大；分子越大，b越大。
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1.1
1.1.2 真实气体
任务1-5：10.0 mol C2H6气体在300K充入4.86×10－3m3 的容器中，计算容器内气体压力（实测压力为3.445 MPa）。
1．真实气体的p、V、T性质
真实气体只有在高温、低压条件下，才遵守理想气体状 态方程，否则将偏离理想气体行为，产生偏差（图1-3）。
七氟丙烷钢瓶规格型号
七氟丙烷钢瓶规格型号七氟丙烷钢瓶是一种用于贮存和运输七氟丙烷气体的容器，具有特定的规格型号。
七氟丙烷是一种无色、无味、无毒的化学气体，广泛应用于消防灭火系统、电子设备保护、航空航天等领域。
七氟丙烷钢瓶的规格型号通常以容量、压力和尺寸来描述。
容量是指钢瓶内可容纳的七氟丙烷气体的体积，常用单位为升。
压力是指钢瓶内七氟丙烷气体的压力，常用单位为兆帕。
尺寸是指钢瓶的外形尺寸，常用单位为毫米。
七氟丙烷钢瓶的规格型号多样，根据不同的应用需求和安全要求，可以选择不同容量、压力和尺寸的钢瓶。
常见的规格型号有12.5升、25升、40升等，压力一般为2.5兆帕或4.2兆帕，尺寸则根据容量和压力的不同而有所区别。
七氟丙烷钢瓶的制造材料是高强度合金钢，具有良好的密封性能和耐腐蚀性能，能够有效地保护七氟丙烷气体不泄漏和受污染。
钢瓶内部还设有安全装置，如压力释放阀和温度感应器，以确保在极端情况下能够安全释放七氟丙烷气体。
七氟丙烷钢瓶的使用和维护需要遵守相关的安全规范和操作规程。
在使用过程中，需要定期检查钢瓶的压力和外观，确保其完好无损。
同时，还需要定期对钢瓶进行充装和检测，以确保七氟丙烷气体的质量和安全性。
在运输和存放过程中，需要采取适当的防护措施，防止钢瓶遭受外力损伤或受到高温和火源的威胁。
七氟丙烷钢瓶的规格型号对于选择和使用七氟丙烷气体具有重要意义。
根据实际需求和安全要求，选择合适的规格型号的钢瓶，可以确保七氟丙烷气体的贮存和使用的安全可靠。
同时，七氟丙烷钢瓶的规格型号也反映了其技术性能和适用范围，为用户提供了参考和指导。
总结起来，七氟丙烷钢瓶规格型号是选择和使用七氟丙烷气体时需要考虑的重要因素。
合理选择规格型号的钢瓶，可以保证七氟丙烷气体的贮存和使用的安全可靠，并满足实际需求和安全要求。
同时，七氟丙烷钢瓶的规格型号也为用户提供了参考和指导，帮助其做出正确的选择和决策。
气体灭火系统计算公式
七氟丙烷防护区类型灭火浓度药剂量（公斤）图书馆，档案室灭火浓度10%=防护区体积X 0.82 变配电室，发电机房8.6%（北京）=体积X 0.69 8.3%（xx）=体积X 0.67计算机房通讯机房7.5%（北京）=体积X 0.60 8%（xx）=体积X 0.64估算钢瓶数量平均充装量钢瓶数量=药剂/平均充装量70L62 kg/瓶90L80选择150-240L大瓶时，最120L107小防护区药剂量应多于100150L126公斤。
独立区使用大瓶没有180L151限制。
240L202喷嘴数量估算=防护区面积/ 30—40平米释放阀的选择：药剂量释放阀通径选择时，如药剂量介于两档21-74kg DN32mm之间，视瓶站距离防护区远35-105DN40近而定。
较远的（超过30米）63-168DN50应选择高一级别的释放阀通112-322DN65径。
210-581DN80350-900DN100释放阀的旋转半径连接弯头L尺寸DN150DNDN80275DN泄压口计算机房，配电室=药剂量X 0.00054 (平方米)档案室=药剂量X 0.00043 (平方米)灭火剂类型IG541（烟落尽）灭火浓度药剂量（公斤）43%=体积X0.8037%=体积X 0.6737%=体积X 0.67平均充装量70L14.5 kg/瓶90L19120L25灭火浓度62%40%47%二氧化碳药剂量（公斤）=体积X 2.25=体积X 1.2=体积X 1.5平均充装量70L39kg/瓶=防护区面积/ 30—40平米4X 药剂量（公斤）DN50DN40DN32DN5=防护区面积/ 20—25平米钢瓶数释放阀通径1-4瓶DN25mm 4-6DN326-10DN4010-15DN5015-25DN6525-40DN8040-60DN100。
气体灭火设计用量计算
随着国家经济建设的迅速发展，出现了大量不宜用水扑灭的火灾环境，如可燃气体、可燃液体、电器火灾以及计算机房、重要文物档案库等，此时，气体消防作为最有效最干净的灭火手段，日益受到重视。
目前的气体灭火系统主要有卤代烷替代灭火系统和二氧化碳灭火系统，但由于卤代烷具有严重的污染性，二氧化碳灭火系统本身具有窒息性和冷却作用，因此，公安部推荐采用七氟丙烷气体自动灭火系统扑灭A，B，C类和电器火灾，用于保护经常有人的场所。
七氟丙烷是碳、氟和氢的化合物，分子式为CF3CHFCF3，密度比空气大六倍，是一种无色、无味、不导电、无二次污染的灭火剂，该灭火剂以化学和物理机理相结合的方式进行灭火，不会影响氧的含量，是一种新型的洁净气体灭火剂，但由于其使用时间不长，大多数设计施工人员来对该类灭火系统的设计与使用相对比较陌生。
因此，我们有必要对该类气体灭火系统的设计过程进行深入探究。
一、七氟丙烷气体灭火系统设计过程目前，国内关于七氟丙烷气体灭火系统的设计使用还没有统一的规范，只有部分较发达地区制定了些地区性法规。
如广东省工程建设地方标准《七氟丙烷（HFC227ea）洁净气体灭火系统设计规范》和上海的《七氟丙烷（HFC227ea）洁净气体灭火系统技术规程》。
但是，在真正的设计施工过程中，仅仅这些规范还远不能独立达到指导设计施工的目的，往往还需要参照《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263－97）、《卤代烷1301灭火系统设计规范》等一些现有的成熟的气体灭火系统设计标准以及生产厂家提供的各种技术数据。
通过对这些规范的深入研究，结合当前众多工程实践总结出的设计经验，我们总结归纳了七氟丙烷气体灭火系统设计所遵循的主要步骤，以资借鉴。
（一）系统设计的前提条件七氟丙烷灭火系统与其它的气体灭火系统一样，都要在一个相对较为封闭的场所内才能发挥其应有的作用。
平时设计中我们一般设置的防护分区应在100m2～500m2之间，体积在300m3～2000m3之间，用相对密闭的墙体分隔开，由于七氟丙烷气体比空气重，所以下沉在紧贴地面的空间里，墙的高度应位于防护区建筑层高的2/3以上，一般取值范围在1.86～2.66m之间。
气体摩尔体积(鲁科)
范德华方程
适用范围
范德华方程适用于实际气体在接近正 常沸点温度或中等压力下的行为。
描述非理想气体状态下的气体摩尔体 积，考虑了分子间的相互作用力和分 子本身的体积。
气体分子间的相互作用力
分子间的相互作用力
气体分子间的相互作用力包括范德华力、诱导力和色散力，这些 力在一定条件下会影响气体的行为。
分子间距离
在科学实验中的应用
气体热力学研究
气体摩尔体积是热力学的重要参数之一，可以用于研究气体的热力学性质和变化 规律。
气体压力测量
气体摩尔体积可以用于测量气体的压力，通过比较不同压力下的气体摩尔体积， 可以推算出压力值。
05 气体摩尔体积的拓展知识
非理想气体状态下的气体摩尔体积
非理想气体
当气体分子间的相互作用力不可忽略 时，气体的行为将偏离理想气体状态 方程，表现为压缩率增大或膨胀率减 小。
03
在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4升/摩尔，意味 着1摩尔的气体物质占据了22.4升的体积。
02 气体摩尔体积的计算
理想气体状态方程
理想气体状态方程是描述气体状态变化的基本方程，其形式为PV=nRT，其中P表示 压强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数，T表示温度。
该方程基于理想气体假设，即气体分子之间无相互作用力，忽略分子体积，只考虑 分子运动。
设定温度和压强
包括气体钢瓶、压力表、 温度计、容量瓶等。
将气体钢瓶中的气体通 过减压阀和压力表引入 容量瓶中，并保持温度 和压强恒定。
测量气体体积
通过读取容量瓶中的液 位高度，计算气体的体 积。
计算摩尔体积
根据气体的物质的量和 实验测得的气体体积， 计算气体的摩尔体积。
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10000
101971.6 10197.16 101.9716 10.19716 703.08 1
735.559
7500.61 750.062 7.50062 0.750062 51.7157 0.0735559
0.96784
9.8692 0.98692 0.009869 0.000987 0.06805 9.67E-05
液化气体与高压气体
高压气体钢瓶特性 指常温下不可压缩液化的气体 钢瓶内压力随使用时间减少 钢瓶压力随温度升高而升高
H2O
218 atm 超臨界 流體
Solid
1 atm 4.6 torr
Liquid
Gas
0.0024 0.01
液化气体钢瓶特性 指常温下可压缩液化的气体或常温下为液体者 钢瓶使用的压力在所有液体气化前保持不变 钢瓶内液体饱和蒸气压力随温度升高而升高
气体分子量及比体积
0« × C¤ U 25 « × ¤ ¤ À l ¶ q Gas Name (g/mol) ñ Å ¤ é n ¿ (m3/kg) ¤ ñ Å é n ¿ Ar 40 0.5600 AsH3 77.95 0.2873 BCl3 117.17 0.1912 BF3 67.82 0.3303 B2H6 27.67 0.8095 CF4 88 0.2545 CHF3 70 0.3200 CH2F2 52 0.4307 CH3F 34 0.6588 C2F6 138 0.1623 C3F8 188 0.1191 C4F6 144 0.1555 C4F8 200 0.1120 C5F8 212 0.1057 Cl2 70.9 0.3159 ClF3 92.5 0.2421 CO 28 0.7999 CO2 44 0.5091 F2 38 0.5894 GeH4 76.6 0.2924 C¤ U (m3/kg) 0.6112 0.3136 0.2087 0.3605 0.8836 0.2778 0.3493 0.4702 0.7191 0.1772 0.1300 0.1698 0.1222 0.1153 0.3448 0.2643 0.8732 0.5556 0.6434 0.3192 Gas Name H2 HBr HCl He HF N2 N2O NF3 NH3 NO O2 PH3 SF6 SiF4 SiHCl3 SiH(CH3)3 SiH4 SiH2Cl2 Si2H6 WF6 ¤ ¤ À l ¶ q (g/mol) 2 80.9 36.5 4 20 28 44 71 17 30 32 34 146 104.1 135.45 74.1 32.1 101 62.2 297.9 0« × C¤ U 25 « × C¤ U ¤ Å ñ é ¿ n (m3/kg) ¤ ñ Å é n ¿ (m3/kg) 11.1992 12.2242 0.2769 0.3022 0.6137 0.6698 5.5996 6.1121 1.1199 1.2224 0.7999 0.8732 0.5091 0.5556 0.3155 0.3443 1.3175 1.4381 0.7466 0.8149 0.6999 0.7640 0.6588 0.7191 0.1534 0.1675 0.2152 0.2349 0.1654 0.1805 0.3023 0.3299 0.6978 0.7616 0.2218 0.2421 0.3601 0.3931 0.0752 0.0821
0.980665
10 1 0.01 0.001 0.06895 0.000098
98.0665
1000 100 1 0.1 6.895 0.009806
980.665
10000 1000 10 1 68.95 0.098
14.2231
145.036 14.5036 0.145 0.0145 1 0.001422
液化气体汽化体积计算
高压气体法规的定义
在常用温度下，表压力(以下简称压力。)达每平方公分十公
斤以上之压缩气体或温度在摄氏三十五度时之压力可达每 平方公分十公斤以上之压缩气体，但不含压缩乙炔气。 在常用温度下，压力达每平方公分二公斤以上之压缩乙炔 气或温度在摄氏十五度时之压力可达每平方公分二公斤以 上之压缩乙炔气。 在常用温度下，压力达每平方公分二公斤以上之液化气体 或压力达每平方公分二公斤时之温度在摄氏三十五度以下 之液化气体。 温度在摄氏三十五度时，压力超过每平方公分零公斤以上 之液化气体中之液化氰化氢、液化溴甲烷、液化环氧乙烷 或其它中央主管机关指定之液化气体。
bar
1x10-3 1 1.333 x 10-3 1 x 10-5 1.013 6.895 x 10-2 0.981 3.386 x 10-2
torr
0.75 7.5 x 102 1 7.5 x 10-3 7.6 x 102 51.71 7.356 x 102 25.4
Pa(Nm-2)
102 1 x 105 1.333 x 102 1 1.013 x 105 6.895 x 103 9.807 x 104 3.386 x 103
1.934 x 10-2
3.613 x 10-2 1.42 x 10-3
1.36 x 10-3
2.54 x 10-3 10-4
3.937 x 10-2
7.356 x 10-2 2.896 x 10-3
1
1.860-2
13.59
25.4 1
单位换算(2) 压力
绝对(Absolute)压力与表 (Gauge)压力 1 atm(g) = 2 atm(a) 常用压力换算 1 atm(a) = 1.013 Bar (a) = 1.033 kg/cm2 (a)= 14.7 psi (a) 1 kg/cm2 (a)= 14.2 psi (a) 1 atm(a) = 14.7 psi (a) 1 atm (a) = 760 Torr (a)
K = oC + 273.15 oF = 9/5 oC + 32
标准状态下气体体积换算(1)
气体体积随温度及压力改变, 因此要比较不同温度下气体
的质量必须在同一温度及条件下比较
等压条件下, 温度升高体积膨胀 等温条件下, 压力升高体积变小
标准状态 0 oC, 1大气压下
常温状态 20 oC, 1 大气压下
-273.15
99.99
374
Temp
(oC)
CO2
Pressure (atm) 73 Solid 5 1
-78 -57 超臨界 流體
超临界流体 温度上升液体的密度降低 压力上升气体的密度增加 当提高温度及压力超过临界点时, 气体与液体密 度相同, 以致于无法区分为液体或气体的流体此 时称为超临界流体
in H20
0.402 4.015 x 102 0.535 4.015 x 10-3 4.068 x 102 27.68 3.937 x 102 13.6
mm H2O
10.197 1.02 x 104 13.59 0.102 1.033x104 7.03 x 102 104 3.45 x 102
1 mm Hg =
液化气体膨胀后体积计算(1)
一般而言, 大部分的液化气体蒸发或汽化后的行为均 符合理想气体, 因此液化气体汽化后的体积可用理 想气体方程式计算其体积 :
P : 压力; 以atm表示 V : 汽化后的体积 m3 n : 气体莫耳数 w : 液体重量; 以kg表示 M: 莫耳分子量 (N2=28, O2=32; Ar=40 kg/kmol) R : 理想气体常数; 0.082 (atm.m3/kmol.k) T : 绝对温度 (oC + 273.15) d : 液体密度(kg / m3) v : 液体体积 (m3)
单位换算(3) 温度
摄氏温标 (oC) 华氏温标 (oF ) 绝对温标 --- 凯氏温度 (Kelvin) 绝对0度 -273.15 oC 任何物质的温度无法低于绝对0度
» » » » » H2在1atm压力下沸点 -252.7 oC = 20.3K He在1atm压力下沸点 -268.9 oC = 4.2 K N2 在1atm压力下沸点 -196 oC = 77.15K O2 在1atm压力下沸点 -183 oC = 90.15K Ar 在1atm压力下沸点 -186 oC = 87.15K
0.00136 1.033228
0.000133 0.101325
0.001333 1.013251
0.13332 101.325
1.33321 1013.251
0.019336 14.69574
13.5951 10332.28
1 760
0.001316 1
atm
mbar
1 mbar = 1 bar = 1 torr = 1 Pa (Nm-2)= 1 atm = 1 lbin-2= 1 kgf cm-2= 1 in Hg = 1 103 1.333 0.01 1.013 x 103 68.95 9.807 x 102 33.86
1 hr = 60 min = 3600 sec
流量
1 m3/hr = (1000/60) lpm
时间
1 hr = 60 min = 3600 sec
重量
1 ton = 1000 kg 1 kg = 1000 g
压力换算表
Torr (mmHg)
Kgf/cm2
MPa
Bar
KPa
PV = n RT = (w / M) R T N2O 分子量M= 44 (kg/k mol)
因此 :
1xV=((24 (kg/cyl)) x 0.082(atm.m3/kmol.k)x(35+273.15) (k)))?44(kg/k mol) V = 13.78 (m3/cyl)