0.8 MPa 20℃ CO2 기체 10 kg 체적(m3)

0.8 MPa 20℃ CO2 기체 10 kg 체적(m3)

 

 

압력 0.8 MPa, 온도 20℃의

CO2 기체 10 kg을 저장한

용기의 체적(m3)은 약 얼마인가?

(단, CO2의 기체상수 R = 192.6 N•m/kg•K,

절대온도 273 K이다)

 

 

23. 압력 0.8MPa, 온도 20℃의 CO2 기체 10Kg 을 저장한 용기의 체적(m3)은 약 얼마인가? (단, CO2의 기체상수 R=19.26Kgㆍm/㎏ㆍK, 절대온도 273K 이다)

① 0.71

② 1.71

③ 2.71

④ 3.71

 

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[1] 일반 기체상수로 계산

 

CO2의 몰질량 = 44 g/mol 이므로,

10 kg(= 10000 g) CO2의 몰수

= 10000 g / (44 g/mol)

= 227.2727 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

(0.8 MPa) (1000 kPa / 1 MPa) (1 atm / 101.325 kPa)

= (0.8) (1000) (1 / 101.325)

= 7.895386 atm

( 참고 https://ywpop.tistory.com/13536 )

 

 

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

227.2727 mol CO2의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (227.2727 mol) (0.082 atm•L/mol•K) (273 + 20 K) / (7.895386 atm)

= (227.2727) (0.082) (273 + 20) / (7.895386)

= 691.6 L

= 0.6916 m3

---> 약 0.70 m3

 

 

300x250

 

 

[2] 주어진 특정 기체상수로 계산

 

R = 19.26 kg•m/kg•K 는 오타이고,

R = 192.6 N•m/kg•K 이다.

 

CO2의 기체상수를 계산해 보면,

(8.314 J/mol•K) (1 mol / 0.044 kg)

= (8.314) (1 / 0.044)

= 188.95 J/kg•K

= 188.95 N•m/kg•K

---> 정확한 값은 이 값인데,

문제에서 192.6 N•m/kg•K 로 주어졌다.

 

 

 

(0.8 MPa) (10^6 Pa / 1 MPa) (1 N/m2 / 1 Pa)

= (0.8) (10^6) (1)

= 800000 N/m2

 

 

 

PV = mRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10937 )

 

10 kg CO2의 부피를 계산하면,

V = mRT / P

= (10 kg) (192.6 N•m/kg•K) (273 + 20 K) / (800000 N/m2)

= (10) (192.6) (273 + 20) / (800000)

= 0.7054 m3

≒ 0.71 m3

 

 

 

답: ① 0.71

 

 

 

 

[참고] 188.95 N•m/kg•K 값으로 계산해 보면,

V = (10) (188.95) (273 + 20) / (800000)

= 0.692 m3

≒ 0.70 m3

 

 

 

 

[키워드] CO2의 기체상수 기준, CO2의 특정 기체상수 기준, pv mrt 기준, 소방시설관리사 기준