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牧师

多少氮将需要替换所有氧在1000立方英尺的房间吗?(关闭)

想象一个房间的大小10 x10英尺10英尺高的天花板。房间里的空气由约78%的氮,21%的氧气。窗户关关闭,门密封下的差距。多少氮将您需要添加,为了减少不到5%的氧气水平吗?为了简单起见我们假设房间里的压力应该保持不变,而剩余空气就逃。

回答

你的假设对恒压不能存在,而一切都是封闭的。我不使用这个假设,因为它是更正确和更简单:$ $ \ pu{10英尺}= \ pu {3.048} $ $ $ $ (\ pu{10英尺})^ 3 = \ pu 28.3 ^ {3} = \ pu {28300 L} $ $我们可以使用理想气体状态方程计算出物质的量:就是热力学$ $ $ $ $ $ n = \压裂{pV} {RT} = \压裂{101.325 \ cdot 28300} {8.31 \ cdot 293.15} \文本{摩尔}= \ pu{1177摩尔}$ $有78%的氮、21%氧气和1%的其他气体:$ $ n (\ ce {N2}) = 0.78 \ cdot n = \ pu{918.06摩尔}$ $ $ $ n (\ ce {O2}) = 0.21 \ cdot n = \ pu{247.17摩尔}$ $ $ $ n(\文本{oth。}) = 0.01 \ cdot n = \ pu{11.77摩尔}$ $的氧气量是恒定的,但我们想达到5%。因此,插入后的总物质的量的氮是:$ $ n”(\文本一起{})= n ' (\ ce {N2}) + n”(\ ce {O2}) + n”文本(\ {oth。}) = \压裂{n”(\ ce {O2})}{0.05} = \压裂{n (\ ce {O2})}{0.05} = \压裂{\ pu{247.17摩尔}}{0.05}= \ pu{4943.4摩尔}$ $,$ n的文本(\ {oth。}) = n(\文本{oth。}),美元因此:$ $ n”(\ ce {N2}) = n '(\文本一起{})- n”(\ ce {O2}) - n”文本(\ {oth。}) = \ pu{4943.4摩尔}- \ pu{247.17摩尔}\ pu{11.77摩尔}= \ pu{4684.46摩尔}$ $的解决方案\ pu{4684摩尔}美元,但是我们不能想象那么容易。质量\ pu{4684摩尔}氮美元是:$ $ m ' (\ ce {N2}) = m (\ ce {N2}) \ cdot n”(\ ce {N2}) = 2 \ cdot 14.007 \ cdot \ pu {4684.46 g} = \ pu{131.23公斤}$ $,等氮量在正常压力等于:$ $ V’(\ ce {N2}) = \压裂{n ' (\ ce {N2}) \ cdot RT} {p} = \压裂{4684.46 \ cdot 8.31 \ cdot 293.15}{1} ={101.325} \文本\ pu {112600 L} = \ pu {112.6 m ^ 3} $ $因此,我们需要添加\ pu ^ 3}{112.6美元的氮氧浓度达到5%。答案似乎是合理的,因为我们需要添加大约4倍的原始卷以低浓度4次。

编辑总结

取消

\ begingroup美元 112.6可以“L”可能是正确的呢?(10英尺/ 3.281)³27.83 m³或27830升,和21-5 = 15%的仍然是4452升。我遗漏了什么东西? \ endgroup美元
- - - - - -uhoh
2021年6月2日,在8:54
1

\ begingroup美元 @uhoh谢谢你,纠正在文本(我升换成立方米)。 \ endgroup美元
- - - - - -User123
2021年6月2日11:07
\ begingroup美元哇这是一个可怕的和非常详细的答案,非常感谢花时间! \ endgroup美元
- - - - - -蒂姆犯罪
2021年6月5日,14章25条的在
\ begingroup美元不会的氧气在真实世界场景中仅仅是按“”的氮的房间?如果房间只拥有28.3 m3的总量和你释放28.3 m3的氮应该开始挤出正常室内空气和你的新天然气和低氧水平。所以,当你的答案是正确的为一个封闭的系统,排气压力需要更低的金额对吗? \ endgroup美元
- - - - - -蒂姆犯罪
2021年6月5日14:30
\ begingroup美元 @TimMenser想象一瓶充满氮气和氧气。如果你添加氮、氧的质量保持不变。我想象和可能的场景,因为封闭的房间里气体逃逸不存在。(关闭房间=没有交换,氧气逃离=交换- >矛盾)。但是是的,排气压力我们需要降低。 \ endgroup美元
- - - - - -User123
2021年6月5日17:21

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