Сосуд, содержащий 2 г гелия, разорвался при температуре 400 °С. Какое максимальное количество азота может храниться в

Question

Сосуд, содержащий 2 г гелия, разорвался при температуре 400 °С. Какое максимальное количество азота может храниться в таком сасуде при 30 °С и при пятикратном запесе прочности?

Accepted Answer

Данные: mHe — масса гелия (mHe = 2 г); THe — абс. температура гелия (THe = 673 К (400 ºС)); TN2 — абс. температура азота (TN2 = 303 К (30 ºС)); РN2 / РHe — отношение давлений газов, запас прочности (РN2 / РHe = 1/5).
Const: МНе — молярная масса гелия (МНе ≈ 4 г/моль); МN2 — молярная масса азота (МN2 ≈ 28 * 10-3 кг/моль).
Так как объем сосуда для газов постоянен, то максимальное количество азота определим из равенства: mHe * R * THe / (МНе * РHe) = V = mN2 * R * TN2 / (МN2 * РN2) откуда выражаем: mN2 = МN2 * РN2 * mHe * R * THe / (МНе * РHe * R * TN2) = МN2 * РN2 * mHe * THe / (МНе * РHe * TN2).
Выполним расчет: mN2 = МN2 * РN2 * mHe * THe / (МНе * РHe * TN2) = 28 * 2 * 673 / (5 * 4 * 303) ≈ 6,22 г.
Ответ: В сосуде можно хранить 6,22 г азота.

Ответы1