Calcolo pressione CO2
Sottopongo a voi del forum, senz'altro più illuminati di me, un quesito.... piuttosto banale se volete, ma non essendo pratico non riesco a risolvere....
Ho una cartuccia contenente 70gr di CO2 allo stato liquido, volume 0,094lt... non conosco che pressione abbia, ma se non erro dovrebbero essere circa 41bar (ho usato l'equazione di gas perfetti per trovarla).
Ora... questa CO2 la travaso a T ambiente all'interno di un serbatoio da 1,5lt circa.... come faccio a sapere che pressione avrò?
Mi scuso sin da ora per la banalità, ma non riesco ad uscirne..... Grazie mille per le vostre risposte!
Ho una cartuccia contenente 70gr di CO2 allo stato liquido, volume 0,094lt... non conosco che pressione abbia, ma se non erro dovrebbero essere circa 41bar (ho usato l'equazione di gas perfetti per trovarla).
Ora... questa CO2 la travaso a T ambiente all'interno di un serbatoio da 1,5lt circa.... come faccio a sapere che pressione avrò?
Mi scuso sin da ora per la banalità, ma non riesco ad uscirne..... Grazie mille per le vostre risposte!
Risposte
L'equazione dei gas perfetti la puoi applicare solo a gas, da come hai scritto sembra tu l'abbia applicata al liquido.
In questo caso ti basta applicare in effetti l'equazione dei gas perfetti e calcolare quanto vale la pressione di un gas di peso molecolare 44 (CO2) di massa 70 g che occupa un volume di 1.5 l a temperatura ambiente (per esempio 25°C?).
PS: Cambia il titolo di questa discussione in qualcosa di più preciso "Richiesta di aiuto!" è troppo generico.
EDIT: Corretta una svista sul peso molecolare della mlecola di CO2...
In questo caso ti basta applicare in effetti l'equazione dei gas perfetti e calcolare quanto vale la pressione di un gas di peso molecolare 44 (CO2) di massa 70 g che occupa un volume di 1.5 l a temperatura ambiente (per esempio 25°C?).
PS: Cambia il titolo di questa discussione in qualcosa di più preciso "Richiesta di aiuto!" è troppo generico.
EDIT: Corretta una svista sul peso molecolare della mlecola di CO2...
Faussone grazie mille per la risposta.
Mi spiego meglio: All'interno della mia cartuccia ci sono 70gr di CO2 in forma liquida ad una pressione presumibilmente di 40-0bar, utile per mantenere il gas nello stato di liquido.
Ora, il serbatoio che utilizzo ha una valvola di sicurezza a molla tarata che apre intorno ai 22-25bar.
Se applico l'equazione dei gas perfetti ai 70 gr di CO2 in forma gassosa ottengo: $(1.59x0.0821x298)/1.5$ dove 1.59 è il numero di moli ($70gr su 44gr di peso molare), 0.0821 è la costante dei gas perfetti, 298 è la temperatura in kelvin, 1.5 il volume in litri. Risolvendo l'equazione risulta una pressione di 26bar circa...il problema è che la valvola di sicurezza non si apre, quindi si desume che la pressione sia inferiore ai 25. Inoltre, facendo una semplice esperimento... ho tolto la valvola ed installato un manometro... la pressione è intorno ai 15 bar... Mi chiedo come sia possibile. Siccome avrò sicuramente altri casi come questi, volevo trovare un metodo di calcolo piuttosto affidabile.... Grazie mille!
Mi spiego meglio: All'interno della mia cartuccia ci sono 70gr di CO2 in forma liquida ad una pressione presumibilmente di 40-0bar, utile per mantenere il gas nello stato di liquido.
Ora, il serbatoio che utilizzo ha una valvola di sicurezza a molla tarata che apre intorno ai 22-25bar.
Se applico l'equazione dei gas perfetti ai 70 gr di CO2 in forma gassosa ottengo: $(1.59x0.0821x298)/1.5$ dove 1.59 è il numero di moli ($70gr su 44gr di peso molare), 0.0821 è la costante dei gas perfetti, 298 è la temperatura in kelvin, 1.5 il volume in litri. Risolvendo l'equazione risulta una pressione di 26bar circa...il problema è che la valvola di sicurezza non si apre, quindi si desume che la pressione sia inferiore ai 25. Inoltre, facendo una semplice esperimento... ho tolto la valvola ed installato un manometro... la pressione è intorno ai 15 bar... Mi chiedo come sia possibile. Siccome avrò sicuramente altri casi come questi, volevo trovare un metodo di calcolo piuttosto affidabile.... Grazie mille!
"totakon":
Mi spiego meglio: All'interno della mia cartuccia ci sono 70gr di CO2 in forma liquida ad una pressione presumibilmente di 40-0bar, utile per mantenere il gas nello stato di liquido.
Questa pressione l'hai misurata o l'hai calcolata? Come ti dicevo non puoi calcolarla usando l'equazione dei gas perfetti.
L'unica cosa che puoi fare è, nota la temperatura (per esempio 25°C) e la densità ($0.070/0.000094 = 740 (kg)/m^3$ andare su un diagramma per la CO2 tipo questo e ricavarti la pressione che, ad occhio, dovrebbe essere attorno ai 50 bar...
"totakon":
Ora, il serbatoio che utilizzo ha una valvola di sicurezza a molla tarata che apre intorno ai 22-25bar.
Se applico l'equazione dei gas perfetti ai 70 gr di CO2 in forma gassosa ottengo: $ (1.59x0.0821x298)/1.5 $ dove 1.59 è il numero di moli (70gr su 44gr di peso molare), 0.0821 è la costante dei gas perfetti, 298 è la temperatura in kelvin, 1.5 il volume in litri. Risolvendo l'equazione risulta una pressione di 26bar circa..
Occorre ricordare che la legge dei gas perfetti approssima bene il comportamento di gas abbastanza rarefatti (vale per l'aria a pressione atmosferica per esempio), in questo caso probabilmente è meglio usare lo stesso diagramma per la CO2 visto prima.
La densità del gas vale $0.070/0.0015=47 (kg)/m^3$, nota la temperatura di 298 K si trova per la pressione un valore intorno ai 20 bar.
A meno di non sbagliare la lettura sul diagramma, che ho fatto ad occhio, questo è un valore molto affidabile e non può discostarsi più di tanto dal valore reale.
Aggiungo un'altra cosa: sei sicuro che la temperatura del gas sia pari a quella ambiente?
Se la CO2 sublima scende di temperatura e finché non si porta in equilibrio con l'ambiente la sua temperatura è inferiore a quella ambiente, questo spiegherebbe anche la pressione più bassa misurata dal manometro.
Se la CO2 sublima scende di temperatura e finché non si porta in equilibrio con l'ambiente la sua temperatura è inferiore a quella ambiente, questo spiegherebbe anche la pressione più bassa misurata dal manometro.
Grazie mille per il tuo aiuto, preziosissimo!
Quindi il calcolo risultante diventerebbe P=$d/m$ * R * T, giusto?
Sostituendo i numeri avrei $47/44$* 0.0821x298= 26 bar. Se non ho sbagliato dovremmo esserci come metodo di calcolo.
In merito alla sublimazione, che temperatura potrei considerare? I -78°C dati dal produttore? se così fosse avrei circa 17bar.... più che credibile!
Quindi il calcolo risultante diventerebbe P=$d/m$ * R * T, giusto?
Sostituendo i numeri avrei $47/44$* 0.0821x298= 26 bar. Se non ho sbagliato dovremmo esserci come metodo di calcolo.
In merito alla sublimazione, che temperatura potrei considerare? I -78°C dati dal produttore? se così fosse avrei circa 17bar.... più che credibile!
Ciao.
Il calcolo che hai fatto tu corrisponde sempre ad usare l'equazione dei gas perfetti per trovare la pressione a cui deve trovarsi la CO2 per occupare il volume finale ad una data temperatura.
Dal diagramma che ti avevo linkato trovi i valori esatti (a patto che il grafico abbia una qualità sufficiente a leggere bene i valori) non i valori approssimato considerando il gas perfetto. Non dovrebbero esservi differenze enorme, ma qualche differenza c'è.
Per il resto non ho capito i termini del problema, stai mettendo quella CO2 in un contenitore chiuso che contiene aria a pressione atmosferica suppongo..
Allora è vero che a pressione ambiente la CO2 sublima a -78°C, solo che se il recipiente è chiuso ermeticamente via via che il gas sublima la pressione sale, a rigore occorrerebbe tenerne conto e il calcolo non è semplice.
Puoi descrivere meglio cosa stai facendo o cosa vorresti fare?
Il calcolo che hai fatto tu corrisponde sempre ad usare l'equazione dei gas perfetti per trovare la pressione a cui deve trovarsi la CO2 per occupare il volume finale ad una data temperatura.
Dal diagramma che ti avevo linkato trovi i valori esatti (a patto che il grafico abbia una qualità sufficiente a leggere bene i valori) non i valori approssimato considerando il gas perfetto. Non dovrebbero esservi differenze enorme, ma qualche differenza c'è.
Per il resto non ho capito i termini del problema, stai mettendo quella CO2 in un contenitore chiuso che contiene aria a pressione atmosferica suppongo..
Allora è vero che a pressione ambiente la CO2 sublima a -78°C, solo che se il recipiente è chiuso ermeticamente via via che il gas sublima la pressione sale, a rigore occorrerebbe tenerne conto e il calcolo non è semplice.
Puoi descrivere meglio cosa stai facendo o cosa vorresti fare?
Grazie ancora per la tua risposta.
Mi spiego meglio: ho un serbatoio con un volume di 7.5lt circa, riempito per 6lt con della sostanza liquida, generalmente acqua, o polverosa. Nella parte restante, ovvero i famosi 1,5lt, inizialmente si trova aria a pressione ambiente. Con un comando inietto della CO2 gassosa (in quantità variabile a seconda della cartuccia che utilizzo, all'interno del volume di 1,5lt in modo da pressurizzarne il contenuto. Al termine dell'operazione, mi servirebbe sapere quanta pressione ho all'interno del serbatoio. Tutto qui.
Premetto che con i gas non ho molta confidenza (effettivamente sono un elettronico....), quindi può essere che faccia confusione con le formule.... Grazie mille!
Mi spiego meglio: ho un serbatoio con un volume di 7.5lt circa, riempito per 6lt con della sostanza liquida, generalmente acqua, o polverosa. Nella parte restante, ovvero i famosi 1,5lt, inizialmente si trova aria a pressione ambiente. Con un comando inietto della CO2 gassosa (in quantità variabile a seconda della cartuccia che utilizzo, all'interno del volume di 1,5lt in modo da pressurizzarne il contenuto. Al termine dell'operazione, mi servirebbe sapere quanta pressione ho all'interno del serbatoio. Tutto qui.
Premetto che con i gas non ho molta confidenza (effettivamente sono un elettronico....), quindi può essere che faccia confusione con le formule.... Grazie mille!
Se ti interessa la pressione finale quando il gas nel recipiente si porta a pressione ambiente, allora il procedimento di prima con la legge dei gas perfetti (risultato approssimato) o usando il diagramma per la CO2 che avevo linkato prima, va bene.
La pressione ottenuta, come se l'aria non ci fosse, è la pressione parziale della CO2 che va poi a sommarsi alla pressione parziale dell'aria pari a 1 atm a dare la pressione totale nel recipiente.
La pressione ottenuta, come se l'aria non ci fosse, è la pressione parziale della CO2 che va poi a sommarsi alla pressione parziale dell'aria pari a 1 atm a dare la pressione totale nel recipiente.
Grazie mille per le info! ora mi butto su qualche applicazione per verificare se i conti quadrano..... ti terrò aggiornato!
Buona sera, nuovissimo del forum, vorrei riprendere argomento, modificando e specificando diverse condizioni di lavoro.
Obiettivo: avere una lattina di alluminio da birra sigillata con sovrapressione interna di co2 (e residuo di aria) di 3 bar a 25c'.
Procedimento: la lattina vuota vergine viene "riempita con n(?) gr di ghiaccio secco" e quasi immediatamente sigillata dalla tappatrice.
Il ghiaccio secco sublima e il gas genera una pressione interna voluta di 3 bar a 25 c, tutto il ghiaccio secco sublima.
Dunque la domanda è: quanto ghiaccio secco mettere nella lattina, considerando temperatura ambiente di lavoro di 20 c e che il tempo intercorrente fra inserimento del quantitativo di ghiaccio secco e la sigillatura della lattina, nell'ordine di 30 secondi.
Grazie di ogni indicazione pratica.
Obiettivo: avere una lattina di alluminio da birra sigillata con sovrapressione interna di co2 (e residuo di aria) di 3 bar a 25c'.
Procedimento: la lattina vuota vergine viene "riempita con n(?) gr di ghiaccio secco" e quasi immediatamente sigillata dalla tappatrice.
Il ghiaccio secco sublima e il gas genera una pressione interna voluta di 3 bar a 25 c, tutto il ghiaccio secco sublima.
Dunque la domanda è: quanto ghiaccio secco mettere nella lattina, considerando temperatura ambiente di lavoro di 20 c e che il tempo intercorrente fra inserimento del quantitativo di ghiaccio secco e la sigillatura della lattina, nell'ordine di 30 secondi.
Grazie di ogni indicazione pratica.
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