확장에 영향을 미치는 요인 :
* 초기 압력 및 온도 : 확장 비율은 액체 질소의 초기 압력 및 온도에 크게 의존합니다. 더 높은 압력과 더 낮은 온도는 기화시 더 큰 부피 팽창을 초래합니다.
* 최종 압력 및 온도 : 액체 질소가 기화되는 조건은 또한 확장 비율에 영향을 미칩니다.
* 과정 : 기화 과정 자체는 확장 비율에 영향을 줄 수 있습니다. 제어되고 느린 기화, 또는 빠르고 통제되지 않은 릴리스입니까?
접근하는 방법 :
1. 상태 정의 :
* 액체 질소의 초기 압력과 온도는 얼마입니까?
* 기체 질소의 원하는 최종 압력과 온도는 얼마입니까?
2. 이상적인 가스 법칙을 사용하십시오 :
* 이상적인 가스 법칙 (PV =NRT)은 주어진 액체 질소에서 생성 된 가스의 부피를 계산하는 데 사용될 수 있습니다.
* 질소의 몰 질량 (28 g/mol)과 적절한 가스 상수 (R)를 알아야합니다.
3. 특정 볼륨을 고려하십시오 :
* 다양한 압력과 온도에서 액체 질소의 특정 부피를 나열하는 테이블 또는 차트를 찾을 수 있습니다. 이를 통해 볼륨 변경을 계산하는 데 도움이됩니다.
예 :
1 ATM 및 77K (비등점)에서 1 리터의 액체 질소가 있고 1 atm 및 298k (실온)에서 생산 된 가스의 부피를 계산하려고한다고 가정 해 봅시다.
1. 질소의 두더지 계산 :
* 77K에서 액체 질소의 밀도는 약 807kg/m³입니다.
* 1 리터 =0.001 m³이므로 질소의 질량은 0.807 kg입니다.
* 몰스 =질량/어금니 질량 =0.807 kg/0.028 kg/mol =28.8 mol
2. 이상적인 가스 법칙을 사용하여 최종 볼륨을 찾으십시오.
* V =NRT/P =(28.8 mol) (8.314 J/MOL · K) (298 K)/(101325 PA) ≈ 0.66 M³ =660 리터
따라서이 예에서는 부피 확장 비율이 약 660 :1입니다.
중요한 메모 :
* 위의 계산은 이상적인 가스 거동을 가정하며, 이는 모든 조건에서 완벽하게 정확하지 않을 수 있습니다.
* 실제 시나리오에는 종종 열 전달 및 에너지 손실과 같은 추가 요인이 포함되어 실제 확장 비율에 영향을 줄 수 있습니다.
* 정확한 엔지니어링 계산은 질소 특성에 대한 특수 열역학적 테이블 또는 소프트웨어를 참조하십시오.
