Какова масса и химическое количество азота, необходимое для заполнения емкости объемом 4800 м³ в газовой и нефтехимической промышленности, учитывая, что азот используется для создания инертной среды для обеспечения безопасности технологического процесса?

Химия 11 класс Газовые законы и расчет массы газов масса азота химическое количество азота заполнение емкости инертная среда безопасность технологического процесса газовая промышленность нефтехимическая промышленность объем 4800 м³ Новый

Чтобы рассчитать массу и химическое количество азота, необходимое для заполнения емкости объемом 4800 м³, нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа и некоторые данные о молярной массе азота.

Шаг 1: Определение условий

Для начала нам нужно знать условия, при которых будет происходить заполнение емкости. Обычно в промышленности газовые процессы происходят при нормальных условиях, которые принимаются как:

• Температура (T) = 0°C или 273 K
• Давление (P) = 1 атм или 101.3 кПа

Шаг 2: Использование уравнения состояния идеального газа

Уравнение состояния идеального газа выглядит так:

PV = nRT

где:

• P - давление (в паскалях)
• V - объем (в м³)
• n - количество вещества (в молях)
• R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
• T - температура (в К)

Шаг 3: Преобразование давления и объема

Сначала преобразуем давление в паскали:

P = 1 атм = 101325 Па

Теперь подставим известные значения в уравнение:

101325 * 4800 = n * 8.314 * 273

Шаг 4: Решение уравнения для n

Теперь решим уравнение для n:

1. Умножим 101325 на 4800:
2. 101325 * 4800 = 487560000
3. Теперь подставим это значение в уравнение:
4. 487560000 = n * 8.314 * 273
5. Теперь найдем n:
6. n = 487560000 / (8.314 * 273)
7. n ≈ 21600.00 моль

Шаг 5: Определение массы азота

Теперь, когда мы знаем количество вещества, можем найти массу азота. Молярная масса азота (N2) составляет примерно 28 г/моль.

1. Масса (m) = n * M
2. где M - молярная масса (28 г/моль).
3. m = 21600 * 28 г = 604800 г = 604.8 кг.

Итог:

Таким образом, для заполнения емкости объемом 4800 м³ необходимо:

• Химическое количество азота: примерно 21600 моль
• Масса азота: примерно 604.8 кг