Thema : Gase - Welche Massen an Gas sind jeweils in den Stahlflaschen von 20 l

Question

Aufgabe:

Im Labor dienen Stahlflaschen zur Aufbewahrung komprimierter Gase . Welche Massen an Gas sind jeweils in den Stahlflaschen von 20 l Inhalt enthalten ,die mit Wasserstoff ,Stickstoff , Argon gefüllt sind ?Gehen Sie bei Ihrer Berechnung von einem Druck von 200 bar bei 20 Grad Celsius aus.

Problem/Ansatz:

Was soll man zuerst finden ?

Welche Formeln muss man hier verwenden ? Gesetz von Avogardo oder von Amontons ?

Eine Erklärung Schritt für Schritt wäre hilfreich , da ich im Chemie Einsteiger bin .

Mfg

Ilikepancakes

Answer 1

Salut,

Im Labor dienen Stahlflaschen zur Aufbewahrung komprimierter Gase . Welche Massen an Gas sind jeweils in den Stahlflaschen von 20 l Inhalt enthalten ,die mit Wasserstoff ,Stickstoff , Argon gefüllt sind ?Gehen Sie bei Ihrer Berechnung von einem Druck von 200 bar bei 20 Grad Celsius aus.

Was soll man zuerst finden ?

Ich würde mir zunächst aus entsprechendem Tabellenwerk die einzelnen spezifischen Gaskonstanten R_S heraussuchen:

R_{S (}Ar)  =  208,1 J kg^-1 K^-1

R_S (N₂)  =  296,8 J kg^-1 K^-1

R_S (H₂)  =  4124,2 J kg^-1 K^-1

Welche Formeln muss man hier verwenden ? Gesetz von Avogardo oder von Amontons ?

Nein, du verwendest die thermische Zustandsgleichung für ideale Gase:

p * V =  m * R_S * T      I umstellen nach der gesuchten Masse m

m =  p * V /  ( R_S * T )

Anschließend würde ich die Einheiten angleichen, damit sie sich am Ende gut wegkürzen lassen.

V =  20 L =  0,02 m³

p =  200 bar =  2 * 10⁷ N/m²

T =  20°C =  293, 15 K

Zum Schluss nur noch die gegebenen Werte in obige Formel einsetzen:

m (Ar)  =  2 * 10⁷ N m^-2 * 0,02 m³ /  (208,1 J kg^-1 K^-1 * 293,15 K)  =  6,56 kg

m (N₂)  =  2 * 10⁷ N m^-2 * 0,02 m³  /  (296,8 J kg^-1 K^-1 * 293,15 K)  =  4,59 kg

m (H₂)  =  2 * 10⁷ N m^-2 * 0,02 m³ /  ( 4124,2 J kg^-1 K^-1 * 293,15 K)  =  0,33 kg

Schöne Grüße :) 

Comments

Vielen Dank , Sie sind mein Lebensretter !Wollte noch fragen warum sollen wir die  Einheit für p von bar in N/m^2  konvertieren ?

Mfg

ilikepancakes

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Bitteschön, gerne :)

warum sollen wir die Einheit für p von bar in N/m2  konvertieren ?

Diese Umwandlung erleichtert entschieden das Kürzen der Einheiten. Sieh dir dazu doch einfach nochmal eine der letzten drei Zeilen meiner Antwort an, schreibe die Einheiten heraus und kürze eigenständig, bis du die finale Einheit kg erreichst.
Anschließend wiederholst du das Kürzen mit der Einheit bar, statt N/m². Was fällt dir auf?