氮气与液氮转化.doc

1、14400立方氮气如何换算是多少吨液氮？ 氮气的密度为1.25g/l=1.25×103kg/m3，液氮的密度为810kg/m3，氮气转换为液氮质量不变，所以14400×1.25×103=18000×103kg=18000吨 40升得氮气瓶一般为150公斤，氮气钢瓶标准状态下为6立方，氮气瓶一般设计压力15Mpa，充装一般为12.5Mpa。 压力容器容积1.66立方米，气密试验压力1.33Mpa ； 瓶装氮气压力12Mpa，体积40升；共需要多少瓶氮气？ 波义耳-马略特定律：在等温过程中，一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。 根据你的要求P1=1.33Mpa ,V1=1.66立方米＝1660升，P2=12Mpa ,V2=? V2≈184升 因此，184/40=4.6即5瓶。理想化的计算。 通常实际使用氮气温度和瓶装氮气供货标准温度相差不大,则按照理想气体定律,一定量(用千克或摩尔计量)氮气的压力和气体的乘积可近似认为是常数(注意采用同样的单位),故所需的氮气瓶数理论值为: 1.66×1000×1.33/(40×12)=4.6瓶 用瓶装氮气（容量40L，压力12mpa）将容积为1M3的容器从0.6mpa充压至10mpa，请问如何计算需要氮气多少瓶？ 这个问题并不简单。为计算方便，采用理想气体状态方程，并假设，冲氮过程中，氮气钢瓶与1m3容器的温度均保持在25℃。 冲第1瓶氮气。氮气钢瓶内含有的氮气mol数，由理想气体状态方程pV＝nRT，则n＝pV/RT＝（12×106×0.04）÷（8.314×298）＝193.7mol，容器内原有气体mol数为：n＝pV/RT＝（0.6×106×1）÷（8.314×298）＝242.2mol。我们想象一下，1个1.04m3的容器有242.2mol＋193.7mol＝435.9mol的氮气，其压力为：p＝nRT/V＝（435.9×8.314×298）/1.04＝1038436pa≈1.04Mpa，那么这个压力就是冲第1瓶氮气的平衡压力。 同理，冲第2瓶，第3瓶等等，都有一个平衡压力，下面予以逐瓶计算： 瓶序号 平衡压力 1 1.04Mpa 2 1.46Mpa 3 1.87Mpa 4 2.26Mpa 4 2.63Mpa 5 2.99Mpa 6 3.34Mpa 7 3.67Mpa 8 3.99Mpa 9 4.30Mpa 10 4.60Mpa 11 4.88Mpa 12 5.15Mpa 13 5.41Mpa 14 5.66Mpa 15 5.90Mpa 16 6.13Mpa 17 6.36Mpa 18 6.58Mpa 19 6.79Mpa 20 6.99Mpa 21 7.18Mpa 22 7.37Mpa 23 7.55Mpa 24 7.72Mpa 25 7.88Mpa 26 8.04Mpa 27 8.19Mpa 28 8.34Mpa 29 8.48Mpa 30 8.62Mpa 31 8.75Mpa 32 8.87Mpa 33 8.99Mpa 34 9.11Mpa 35 9.22Mpa 36 9.33Mpa 37 9.43Mpa 38 9.53Mpa 39 9.62Mpa 40 9.71Mpa 41 9.80Mpa 42 9.88Mpa 43 9.96Mpa 44 10.03Mpa 由计算可见，竟然需要44瓶氮气！所以用氮气瓶将1m3容器冲压至10Mpa根本不可取，还是用压缩机的好。