Termodynamik, bilandet av kvävgas från flytande kväve
Hej! Jag behöver lite tankehjälp med följande uppgift. För a)-delen har jag en idé om hur jag får fram mängden kvävgas, men inte alls säker på att jag tänkt rätt och att det går att räkna så. För b)-delen vet jag inte riktigt hur jag ska fortsätta. Är det bara att anta en storlek på rummet och räkna utgående från det? Och c) blir således svår att bedöma innan jag vet storleken på rummet.
Uppgift: På ett kemilabb med 16 studenter skulle man kyla ned ett etanolbad med hjälp av flytande kväve. Labbläraren hade burit in 20 liter flytande kväve. Hon hade kollat igenom olika säkerhetsföreskrifter för handhavandet, men blev under labben plötsligt orolig för att kvävgasen, som bildades från flytande fas, skulle fylla rummet och kväva studenterna. Behöver hon vara orolig?
a)Ungefär hur stor volym kvävgas bildas maximalt?
Vilka antaganden behöver du för att beräkna volymen?
Från SI-data hämtas densiteten för flytande kväve: 0,8 g/cm3 = 800 g/liter
Med hjälp av densiteten räknas massan fram till 16kg (ρ=m/V --> m=ρV) och därifrån får jag att 20 liter flytande kväve innehåller 571,02 mol kväve (n=m/M).
Därefter är jag inte hundra på att jag gör rätt, men med allmänna gaslagen pV=nRT kan jag räkna ut volymen gas som fås enligt följande om jag antar att det sker vid rumstemperaturen 21 grader:
V=(nRT)/p
V=(571,02 mol * 8,314462 Nm/molK * 294,2 K) / 1,013*105 N/m2 = 13,79 m3
Det enda antagandet jag behövde göra var väl egentligen temperaturen? Allt övrigt är ju hämtat från tabelldata.
b) Gör en överslagsberäkning för syrehalten i luften (koncentrationen i procent) om den utvecklade kvävgasen fördelas jämnt i rummet och att inget utbyte av rumsluften hinner ske genom t.ex. ventilation. (Räkna med att trycket hålls konstant vid en bar, genom att den utvecklade kvävgasen trycker ut motsvarande mängd luft, men att inget övrigt utbyte av rumsluften sker.)
Vilka antaganden behöver du göra för att beräkna syrehalten?
c) Bör hon utrymma lokalen?
Du behöver göra ett antagande om hur stor volymen för labbet är. Hur stort behöver ett labb vara för att 16 studenter skall få plats där? Vilken takhöjd är rimlig?
@heidiamanda: Du har ju full koll! Det är bara att göra antaganden. Det värsta som kan hända är att man gör ett onödigt eller felaktigt antagande men det är inte alls säkert att det blir så stora konsekvenser av det. Bara man är tydlig med att man gör just ett antagande. Samla mod och kör på!
