Facteurs affectant l'expansion:
* Pression et température initiales: Le rapport d'expansion dépend fortement de la pression et de la température initiales de l'azote liquide. Une pression plus élevée et des températures plus basses entraînent une plus grande expansion de volume lors de la vaporisation.
* Pression et température finales: Les conditions dans lesquelles l'azote liquide se vaporise auront également un impact sur le rapport d'expansion.
* Processus: Le processus de vaporisation lui-même peut influencer le rapport d'expansion. Est-ce une vaporisation contrôlée et lente ou une version rapide et incontrôlée?
comment aborder ceci:
1. Définissez vos conditions:
* Quelle est la pression et la température initiales de votre azote liquide?
* Quelle est la pression et la température finales souhaitées de l'azote gazeux?
2. Utilisez la loi sur le gaz idéal:
* La loi de gaz idéale (PV =NRT) peut être utilisée pour calculer le volume de gaz produit à partir d'une masse donnée d'azote liquide.
* Vous devrez connaître la masse molaire d'azote (28 g / mol) et la constante de gaz appropriée (R).
3. Considérez un volume spécifique:
* Vous pouvez trouver des tables ou des graphiques qui répertorient le volume spécifique d'azote liquide à diverses pressions et températures. Cela vous aide à calculer le changement de volume.
Exemple:
Disons que vous avez 1 litre d'azote liquide à 1 atm et 77 K (son point d'ébullition) et que vous souhaitez calculer le volume de gaz produit à 1 atm et 298 K (température ambiante).
1. Calculer les moles d'azote:
* La densité de l'azote liquide à 77 K est d'environ 807 kg / m³.
* 1 litre =0,001 m³, donc la masse d'azote est de 0,807 kg.
* Moles =masse / masse molaire =0,807 kg / 0,028 kg / mol =28,8 mol
2. Utilisez la loi sur le gaz idéal pour trouver le volume final:
* V =nrt / p =(28,8 mol) (8,314 J / mol · k) (298 k) / (101325 pa) ≈ 0,66 m³ =660 litres
Par conséquent, le rapport d'expansion du volume serait d'environ 660:1 dans cet exemple.
Remarques importantes:
* Le calcul ci-dessus suppose un comportement de gaz idéal, qui peut ne pas être parfaitement précis pour toutes les conditions.
* Les scénarios du monde réel impliquent souvent des facteurs supplémentaires tels que le transfert de chaleur et les pertes d'énergie, ce qui peut affecter le rapport d'expansion réel.
* Pour les calculs d'ingénierie précis, consultez des tables thermodynamiques spécialisées ou des logiciels pour les propriétés d'azote.
