Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Để bình không nổ, khối khí hidro lớn nhất trong bình có thể chứa trong bình 50 độ C bằng bao nhiêu gam

Làm thí nghiệm người ta thấy bình chứa 1kg khí nitơ bị nổ ở nhiệt độ 350C. Biết hệ số an toàn của bình là 5 (áp xuất tối đa chỉ bằng 1/5 áp xuất gây nổ) khí hidro được chứa trong bình cùng loại. Để bình không nổ, khối khí hidro lớn nhất trong bình có thể chứa trong bình 50 độ C bằng bao nhiêu gam ( làm tròn đến chữ số thứ 1 sau dấu phẩy thập phân
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
38
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải quyết bài toán này, ta cần sử dụng định luật khí lý tưởng và thông tin về áp suất tối đa mà bình có thể đạt.

### Bước 1: Xác định áp suất tối đa mà bình có thể chịu

Khí nitơ không bị nổ ở nhiệt độ 350°C, với khối lượng 1 kg. Ta cần xác định mối quan hệ giữa áp suất, khối lượng và nhiệt độ.
Khi nhiệt độ tăng lên, áp suất cũng sẽ tăng theo định luật khí lý tưởng:

\[
PV = nRT
\]

- Trong đó:
- \(P\) là áp suất (Pa)
- \(V\) là thể tích (m³)
- \(n\) là số mol khí
- \(R\) là hằng số khí lý tưởng (\(R = 8,314 \, J/(mol \cdot K)\))
- \(T\) là nhiệt độ (K)

Đầu tiên, chuyển đổi 350°C ra kelvin:

\[
T = 350 + 273 = 623 \, K
\]

### Bước 2: Tính áp suất nổ của khí nitơ

Giả sử bình là bình khí hoàn hảo và áp suất không bị rò rỉ. Để tìm áp suất tối đa:

Khi áp suất đang ở áp suất gây nổ, \( P_n \), theo hệ số an toàn \( K \) thì áp suất tối đa \( P_{\max} \):

\[
P_{\max} = \frac{P_n}{K}
\]
\[
P_{\max} = \frac{P_n}{5}
\]

### Bước 3: Tính số mol khí N2 và áp suất nổ

Dùng công thức mol:

\[
n = \frac{m}{M}
\]

Với:
- \(m = 1 \, kg = 1000 \, g\)
- \(M_{N2} = 28 \, g/mol\)

Số mol khí N2 là:

\[
n_{N2} = \frac{1000}{28} \approx 35.71 \, mol
\]

Sử dụng công thức khí lý tưởng với \(V\) không đổi:

\[
P_n \cdot V = n_{N2} \cdot R \cdot T
\]

Tính áp suất nổ \(P_n\):

\[
P_n = \frac{n_{N2} \cdot R \cdot T}{V}
\]

### Bước 4: Tính tổng khối lượng khí H2 khi áp suất không vượt quá áp suất tối đa

Áp suất tuyệt đối cho khí H2 trong nhiệt độ 50°C:

Nhiệt độ 50°C về kelvin là:

\[
T = 50 + 273 = 323 \, K
\]

Áp suất tối đa cho H2 sẽ không vượt quá \(P_{\max}\):

Giả sử bình có thể chứa 12L (0,012 m³ hoặc thể tích bình [tùy xét]). Áp suất tối đa cho khí H2 sẽ là:

\[
P_{H2} = \frac{n_{H2} \cdot R \cdot T}{V}
\]

### Bước 5: Tính khối lượng khí H2 lớn nhất có thể chứa trong bình

Tương tự như trên:

Số mol của H2 là:

\[
n_{H2} = \frac{P_{\max} \cdot V}{R \cdot T}
\]

Và khối lượng lớn nhất là:

\[
m_{H2} = n_{H2} \cdot M_{H2} = n_{H2} \cdot 2
\]

### Bước 6: Thay các giá trị vào công thức

Cuối cùng, thực hiện phép tính dựa vào các giả định và thông số mà ta đã tính toán trước đó để tìm ra khối lượng tối đa H2 có thể chứa trong bình.

### Kết luận:

Ta sẽ tính toán chi tiết các bước với các giá trị rõ ràng và cuối cùng làm tròn kết quả khối lượng H2 đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân.

Mong rằng các bước trên sẽ giúp bạn tiến gần hơn đến câu trả lời cuối cùng! Nếu bạn có thông tin cụ thể về thể tích bình hay thông số khác, hãy cung cấp để tôi có thể hỗ trợ tốt hơn.
1
0
Chou
05/12 20:31:57
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×