Question

Un tanque de 20 m3 contiene nitrógeno a 25°c y 800 kpa. se deja escapar algo del nitrógeno hasta que la presión en el tanque baja a 600 kpa. si la temperatura en este punto es de 20°c, determine la cantidad de nitrógeno que ha escapado

Answer 1

Aplicando la ecuación general de los gases podemos determinar la variación de volumen que experimenta el sistema cuando se abre el depósito:

$\frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2}\ \to\ V_2 = \frac{P_1V_1T_2}{T_1P_2}\ \to\ V_2 = \frac{800\ kPa\cdot 20\ m^3\cdot 293\ K}{298\ K\cdot 600\ kPa} = 26,22\ m^3$

Ahora podemos determinar la masa de nitrógeno que ha escapado, teniendo en cuenta la condiciones finales del sistema:

$PV = \frac{m}{M}RT\ \to\ m = \frac{PVM}{RT} = \frac{600\ kPa\cdot \frac{1\ atm}{10^2\ kPa}\cdot 26,22\ m^3\cdot \frac{10^3\ L}{1\ m^3}\cdot 28\frac{g}{mol}}{0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 293\ K} = 1,83\cdot 10^5\ g$

Es decir, se habrán dejado escapar 185 kg de nitrógeno.