拡張に影響する要因:
* 初期圧力と温度: 膨張率は、液体窒素の初期圧力と温度に大きく依存しています。 より高い圧力と低い温度により、気化時の体積が大きくなります。
* 最終圧力と温度: 液体窒素が蒸発する条件も膨張率に影響します。
* プロセス: 気化のプロセス自体は、膨張率に影響を与える可能性があります。制御された、ゆっくりとした蒸発、または迅速で制御されていないリリースですか?
これにアプローチする方法:
1。条件を定義します:
*液体窒素の初期圧力と温度はどのくらいですか?
*気体窒素の望ましい最終圧力と温度は何ですか?
2。理想的なガス法:を使用します
*理想的なガス法(PV =NRT)を使用して、液体窒素の特定の質量から生成されるガスの量を計算できます。
*窒素のモル質量(28 g/mol)と適切なガス定数(R)を知る必要があります。
3。特定のボリュームを考慮してください:
*さまざまな圧力や温度で液体窒素の特定の量をリストするテーブルまたはチャートを見つけることができます。これにより、ボリュームの変更を計算できます。
例:
1 atmと77 k(沸点)に1リットルの液体窒素があり、1 atmと298 k(室温)で生成されるガスの量を計算したいとします。
1。窒素のモルを計算します:
* 77 Kでの液体窒素の密度は約807 kg/m³です。
* 1リットル=0.001m³なので、窒素の質量は0.807 kgです。
* moles =質量/モル質量=0.807 kg/0.028 kg/mol =28.8 mol
2。理想的なガス法を使用して最終ボリュームを見つける:
* v =nrt/p =(28.8 mol)(8.314 j/mol・k)(298 k)/(101325 pa)≈0.66m³=660リットル
したがって、この例では、体積膨張率は約660:1になります。
重要なメモ:
*上記の計算では、理想的なガスの挙動を想定していますが、これはすべての条件で完全に正確ではない場合があります。
*実際のシナリオには、多くの場合、熱伝達やエネルギー損失などの追加要因が含まれ、実際の膨張率に影響を与える可能性があります。
*正確なエンジニアリングの計算については、窒素特性については、専門化された熱力学テーブルまたはソフトウェアに相談してください。