탱크의 압력(kgf/cm2). 0.5 m3 25℃ 분자량 24인 이상기체 10 kg
어떤 탱크 체적이 0.5 m3이고, 이때의 온도가 25℃이다.
탱크 내에 분자량 24인 이상기체 10 kg이 들어있을 때
이 탱크의 압력(kgf/cm2)은 얼마인가?
(단, 대기압은 1.0332 kgf/cm2이다.)
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기체의 몰질량 = 24 g/mol 이므로,
10 kg = 10000 g 인 기체의 몰수를 계산하면,
10000 g / (24 g/mol) = 416.6667 mol
( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7738 )
탱크의 부피
0.5 m3 = 500 L
( 1 m3 = 1000 L )
이상기체방정식, PV = nRT 로부터
( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/3097 )
기체의 압력(atm)을 계산하면,
P = nRT / V
= [(416.6667) (0.08206) (273.15+25)] / (500)
= 20.3885 atm
1 atm = 1.033211 kgf/cm2 이므로,
( 참고 https://ywpop.tistory.com/9917 )
20.3885 atm × (1.033211 kgf/cm2 / 1 atm) = 21.0656 kgf/cm2
“절대압력 = 대기압력 + 계기압력” 이므로,
( 참고 https://ywpop.tistory.com/6964 )
탱크의 계기압력을 계산하면,
21.0656 kgf/cm2 = 1.0332 kgf/cm2 + x
x = 21.0656 kgf/cm2 – 1.0332 kgf/cm2 = 20.0324 kgf/cm2
답: 약 20 kgf/cm2
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[참고] 가스(산업)기사 문제에선,
PV = GRT
= 848 kg•m/kmol•K
여기서,
> P: 압력(kg/m2)
> V: 부피(m3)
> G: 가스중량(kg)
> T: 절대온도(K)
> R: 가스정수(kg•m/kmol•K) = 848/분자량
기체의 압력(kg/m2)을 계산하면,
P = GRT / V
= [(10) (848/24) (273+25)] / (0.5)
= 210587 kg/m2
1 m = 100 cm 이므로,
(1 m)^2 = (100 cm)^2 하면,
1 m2 = 10000 cm2
(210587 kg/m2) × (1 m2 / 10000 cm2)
= 21.0587 kg/cm2
“절대압력 = 대기압력 + 계기압력” 이므로,
탱크의 계기압력을 계산하면,
21.0587 kgf/cm2 = 1.0332 kgf/cm2 + x
x = 21.0587 – 1.0332 = 20.0255 kgf/cm2
[키워드] 848/24 기준문서, 848/분자량 기준문서
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