Kaasufysiikan tehtävä fyysikoille

[Svc]

Täältä kun apu löytyy kaikkeen, niin:
Radalla tuli puheeksi, paljonko on painetta ilmapistoolin kaasusäiliössä (20 asteessa) kun säiliön täytös on 53 grammaa CO2:ta ja tilavuus n. 66 cm3.

Itse olen päässyt Boylen lain perusteella lukemaan 450 bar mutta mutta: säiliöön stanssattu koepaine on vain 250 bar! Joko laskuissani on virhe tai sitten hiilidioksidi onkin säiliössä nestemäisenä, jolloin Boylen laki ei enää pädekään.

Säiliö täytetään jäähdyttämällä se pakastimessa ensin n. -20 asteeseen ja sitten vielä lisää päästämällä jäännöskaasu nopeasti pois. Sitten säiliö ruuvataan kiinni pulloon ja avataan pullon venttiili, jolloin säiliö täyttyy ja lämpenee.


Lähtöarvoina CO2 molekyylipaino 44 ja kaasun moolitilavuus 22.1 litraa (NTP)

Osaisikos joku fysiikkaa enemmän opiskellut valaista asiaa?

Tälläinen ase on kyseessä.

[Hessu]

Jos löydät jostain hiilidioksidin faasitasapainopiirroksen, niin tuostahan käy ilmi, onko olemassa nestemäistä faasia huoneenlämmössä, ja minkä verran painetta se edellyttää. Normaalissa ilmanpaineessahan aine sublimoituu jossain -70C korvilla.

[puu]

Perehdyn joskus paremmin, mutta oletko käyttänyt laskuissa ideaalikaasun tilanyhtälöä, eli pV=nRt? Sehän toimii kunnolla vain teoriassa, mutta antaa kyllä suuntaa.

[saab87]

olen halpa ja yksinkertainen, siksi paras, ei miult tämmöne onnistu.

[Saapas]

Perehdyn joskus paremmin, mutta oletko käyttänyt laskuissa ideaalikaasun tilanyhtälöä, eli pV=nRt? Sehän toimii kunnolla vain teoriassa, mutta antaa kyllä suuntaa.

Kokeilin eilen illalla erittäin p*skalla kemian (meillä nää jutut oli kemiassa) osaamisella ja tuon kaasulain avulla, sain tulokseksi n. 445bar.

jotakin tuollaista siis:

p=paine, N/m^2 (1bar = 10^5 Nm/m^2)
V=tilavuus, 0,000066 kuutiometriä tässä tapauksessa?
n=ainemäärä, 1,2043mol
R=kaasuvakio, 8,314 Nm/Kmol
T=lämpötila, 273,15+20 (siis +20c lämpötilassa)

Siitä sitten sijoittelemaan jos tuntuu siltä, että arvot on oikein ja loppu on matikkaa..

[Svc]

Itse päädyin Boylen lain perusteella myös ~400 bar.
Eli p1 x V1=p2 x V2

p1=1,013 bar
V1= 53g = 1,2 mol ~ 27 litraa = 27000 cm3 (NTP)
V2 = 66 cm3
p2 = (1,013 x 27000)/66 = 414 bar.

Täytynee kaivaa se faasipiirros jostain, sillä säiliö on tosiaan koeponnistettu vain 250 bar paineelle. Todellinen säiliöpaine on varmaan jossain parin sadan barin hujakoilla.

[Mileo]

Hiilidioksidi voi esiintyä nestemäisenä yli 5,2 barin paineessa ja lämpötilan ollessa välillä -56,5 - 30,6 C.

20 asteessa hiilidioksidilla höyrynpaine on 57,3 bar eli sen yli mentäessä aine esiintyy nesteenä --> siellä hiilidioksidikapselissa aine on osittain nesteenä ja kiehuu kaasuksi sitä mukaa kun ammut --> paine pysyy samana niin kauan kuin nestettä riittää.

Eli vastaus kysymykseen on ilman sen kummempaa fysiikkaa noin 60 baria

[Svc]

Tulihan se sieltä . Ajattelin näköjään liian monimutkaisesti kun en älynnyt tuota tarkistaa. (Eipä kyllä taulukkokirjasta sitä edes löytynyt) Säiliö saadaan jäähtymään täytön ajaksi alle -30 asteeseen eli CO2 saadaan sinne nesteenä.

Olisin uskonut jopa sen pari sataa baria, koska paineilma-aseiden säiliöihin pumpataan 250 bar. Erona on tietysti se, että ilma ei nesteydy vielä tuossa paineessa.

Koepaine on luonnollisesti suurempi, kuin mitä säiliössä normaalikäytössä koskaan esiintyy. Tällä kertaa varmuuskerroin on neljän luokkaa.

[Höylä]

Tulihan se sieltä . Ajattelin näköjään liian monimutkaisesti kun en älynnyt tuota tarkistaa. (Eipä kyllä taulukkokirjasta sitä edes löytynyt) Säiliö saadaan jäähtymään täytön ajaksi alle -30 asteeseen eli CO2 saadaan sinne nesteenä.

Olisin uskonut jopa sen pari sataa baria, koska paineilma-aseiden säiliöihin pumpataan 250 bar. Erona on tietysti se, että ilma ei nesteydy vielä tuossa paineessa.

Koepaine on luonnollisesti suurempi, kuin mitä säiliössä normaalikäytössä koskaan esiintyy. Tällä kertaa varmuuskerroin on neljän luokkaa.

Normaalisti on kyllä noissa paineilma ilmakoissa tuo säiliöpaine ~200bar, ei läheskään kaikki kestä 250:ntä, mutta esim. walttherissa on tuo 250bar maksimipaine, on siinä pumppaaminen pieneen säiliöön!