Сосуд, содержащий 2 г гелия, разорвался при температуре 400 °С. Какое максимальное количество азота может храниться в таком сасуде при 30 °С и при пятикратном запесе прочности?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для рассчета максимального количества азота, которое может храниться в сосуде, необходимо учитывать закон Бойля-Мариотта, который утверждает, что при постоянной температуре и площади молекулы газа соотношение между давлением и объемом газа остается постоянным.

Известно, что при температуре 400 °C сосуд с гелием разорвался, а при температуре 30 °C его прочность увеличилась в 5 раз. Таким образом, если исходное давление гелия в сосуде было P, то при увеличении прочности в 5 раз давление гелия стало равно P/5.

Давление азота в сосуде при 30 °C и пятикратном запасе прочности будет таким же, как давление гелия при 400 °C. Поэтому можно рассчитать объем азота по формуле Бойля-Мариотта:

P1 V1 = P2 V2

Где P1 = P/5, V1 - начальный объем гелия, P2 - давление азота, V2 - максимальный объем азота.

Приравниваем данные:

(P/5) V1 = P2 V2

(2 гелия 5) V1 = P2 V
10 гелия V1 = P2 * V2

Таким образом, максимальное количество азота в сосуде равно 10 гелия.