1r ciclo Barrido con nitrógeno

[Becksmum]

Buenas noches!

Mi pregunta es para solucionar un problema practico. Hace mucho que deje la universidad y no me acuerdo básicamente de nada de la mecanica de fluidos. A ver si me podéis ayudar.

Tengo un recipiente de unos 5m3 y un sistema estanco para inyectar nitrógeno desde una botella de nitrógeno comprimido a 200kg. Cuanto nitrógeno necesito para subir la presión del recipiente a 2 bares?

He buscado la densidad del nitrógeno y si no me equivoco es 1,2506 kg/m3.

Necesito algún dato más? Que formulas empleo?

PD: ya probé con la regla de tres


5m3 * ( 1,2506 kg / 1 m3 ) = 6,253 kg

Pero a qué presión estaría.?

Muchas gracias

Saludos Irene

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He encontrado nueva información:

Densidad del nitrógeno en condiciones normales (25C y 101,325 kPa) = 1.165 kg /m3

La botella de nitrógeno es de 200 kg / 1,165 kg = 171,67 m3 a 101,325 kPa

Es decir que con una botella de 200 kg de nitrógeno comprimido podría llenar 171,67 m3 a una presión de 1,01 bar. Es correcto?

[Miguel Pla]

Re: Barrido con nitrógeno

Hola;

Yo aplicaría la ley de los gases perfectos, [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] . En todo cambio a presiones relativamente bajas(*), se debe cumplir que:

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] (suponiendo la temperatura y volumen constante durante el proceso) [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] (1)

Pues bien, nuestro objetivo es hallar cuánto nitrógeno necesitamos para aumentar la presión una cierta cantidad, esto es, debemos hallar el número de moles finales de nitrógeno, [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] .

Suponemos que tu recipiente de [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] se encuentra inicialmente a la presión atmosférica, aproximadamente 1 bar. En estas condiciones supuestas condiciones normales de presión y temperatura, 1 mol de gas ocupa aproximadamente 22,4 L de volumen, con lo cual, el recipiente contiene

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Sustituyendo los datos en la ecuación (1), y despejando [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] , tenemos que:

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Es lógico que a temperatura y volumen constante para duplicar la presión se tenga que duplicar el número de moles. Habiendo hallado el número de moles necesarios, calculamos la cantidad de nitrógeno que precisas para ello:

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Mediante el peso molecular del nitrógeno hallamos la masa del mismo que se precisa

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Saludos!

(*) Sil las presiones con las que trabajamos fuesen más altas, (más de 5 atm aprox.) deberíamos usar la ecuación de los gases reales introduciendo los factores de corrección de Van der Waals. Entonces, sería más complejo, pues la ecuación de los gases perfectos se nos transforma en

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Donde a y b son constantes propias de cada gas