除非知道气体的分子量,否则就无法求出它的质量。假设气体的运动是理想的,我们可以用理想气体状态方程的修正形式pV=(m/ m)RT,其中m是气体的质量,m是气体的分子量。其他的符号有它们通常的意义。由于,p,V,T是已知的,所以只要分子质量已知,气体的质量可以很容易地从这个方程中确定。
容纳气体的钢瓶的直径和长度是已知的。所以我们总能求出体积。最好以升计算体积。接下来,我们要把压强从psi转换到atm。通用气体常数R的值可以取为0.082 litt -atm/ kmol。温度应该用开尔文表示。
我首先想到的问题是,什么尺寸的压缩气体容器可以描述为D 10cm, L 30cm ?
我的选择是L4瓶。选择如下:
它的内部体积在大气压下是2.12升。
这是101325帕斯卡或14.6959488 psi。所以120psi是120/14.696 X 101325 Pa根据大气压测量(也就是表压);这是827368 Pa仪表或928693 Pa绝对。
第二个值得回答的问题是:
气缸里储存了什么气体?这被描述为一个物理问题,所以我想大家可以想象一个不同气体的演示瓶,氦气,氮气,氧气但是这个问题没有定义这种气体。
我能做的最好的是提供一个现实的质量现实的气体在一个现实的压力缸-空气。对于其他气体,我们用理想气体与空气的密度比来衡量质量,即在20摄氏度时为1.204 kg/m^3。
所以这个压强下的空气质量是
(120/14.696 + 1)X 2.12 l X 1 m^3/1000 l X 1.204 kg/m^3 = 0.023kg或23.39 g。