Physikalische Chemie: Druck der Gasflasche?

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Der Gasstrom soll 7 Tage reichen.

7 d * 24 h/d * 60 min/h = 10080 min

Bei einem Gasstrom von 10⁻⁴ m³/min entspricht das einem Volumen V von:

V = 10080 min * 10⁻⁴ m³/min = 1,080 m³

Der (Über)Druck ist mit p = 105 Pa gegeben und addiert zum Normadruck von 101325 Pa. T sei 298,15 K (25 °C)

Über die allgemeine Gasgleichung für ideale Gase lässt sich damit die Stoffmenge an CO2 berechnen.

pV = nRT

n = pV/(RT)

n = 101431 Pa * 1,080 m³/(8,314 Nm/(mol*K) * 298,15 K)

n = 44,19 mol (ca, 1,944 kg)

Für die Berechnung des Druckes in der Gasflaschen kann man nun für reale Verhältnisse die Gleichung nach Dieterici verwenden.

p = RT/(Vm - b) * exp[-a/(Vm * RT)]

Da Vm = V/n ist und das Volumen der Gasflasche mit V = 0,02 m³ gegeben ist, wird Vm = 0,02 m³/44,19 mol = 0,0004526 m³/mol

p = (8,314 Nm/(mol*K) * 298,15 K)/(0,0004526 m³/mol - 0,0000422 m³/mol)) * exp[- 0.36 Nm⁴/mol²/(0,0004526 m³/mol * 8,314 Nm/(mol*K) * 298,15 K)]

Die Einheiten kürzen sich bis auf [N/m²] raus und es bleibt:

p = 4382090 Pa = 43,8 bar

Das Ergebnis klingt für mich plausibel, aber besser selbst nachrechnen!

fine202021 
Fragesteller
 27.12.2020, 11:48

Vielen Dank für deine Hilfe! :)

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Das Gas strömt. Die Ausströmgeschwindigkeit ist gegeben. Sie wird als Volumen pro Minute angegeben. Berechne, wie viele Minuten in 7 Tagen enthalten sind, dann hast du das Gasvolumen, das du mindestens brauchst. Jetzt kommt die Formel:

Bild zum Beitrag

a, b, V, R, T sind gegeben

n kannst du über das ideale Gas ermitteln

nach p kannst du nun auflösen.

fertig.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Gelernt ist gelernt
 - (Schule, Physik, Studium)
fine202021 
Fragesteller
 27.12.2020, 11:48

Vielen Dank für deine Hilfe! :)

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