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30ポンドのメタンは、密閉容器に100DEGFに保持されています。ボリュームは2 cu ftです。ガス容器を計算しますか?

容器内のメタンガスの圧力を計算する方法は次のとおりです。

1。ユニットを変換

* 温度: 華氏をランキンに変換します(絶対温度スケール):

* 100°F + 459.67 =559.67°r

* 質量: ポンドをモルに変換します。 メタン(CH4)の分子量は16.04 g/molです。

* 30 lbs * 453.592 g/lb/16.04 g/mol =847.7 mol

2。理想的なガス法を適用します

理想的なガス法は、圧力(p)、ボリューム(v)、温度(t)、およびガスのモル数(n)の関係を説明しています。

* pv =nrt

ここで、Rは理想的なガス定数であり、0.0821 L・atm/mol・kまたは10.73 psi・ft³/lbmol・°r(この問題には後者を使用します)。

3。圧力(p)を解きます

* p =(nrt) / v

* p =(847.7 mol * 10.73 psi・ft³/lbmol・°r * 559.67°r)/2ft³

* p≈25,400psi

したがって、ガス容器内の圧力は約25,400 psiです。

重要なメモ:

* 理想的なガス法の仮定: この計算は、メタンが理想的なガスとして動作することを前提としています。 非常に高い圧力では、実際のガスは理想的な行動から逸脱する可能性があります。

* 安全性: 計算された圧力は非常に高いです。これは、ほとんどの容器の安全な動作圧力をはるかに超えています。

* 実際の考慮事項: この計算は理論的な例です。実際のアプリケーションでは、コンテナの材料強度、安全因子、およびその他のエンジニアリングに関する考慮事項を考慮する必要があります。

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