15℃の温度で50m3のボンベに1kg/cm2の圧力で窒素がある時にHFガスを50m3入れるの場合そ

15℃の温度で50m3のボンベに1kg/cm2の圧力で窒素がある時にHFガスを50m3入れるの場合そのタンクの全体圧力はどうやって求められますか？なお、各の分圧も求め方を知りたいですが、計算式や求め方を教えていただきませんか？
宜しくお願いいたします。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/13 11:53

No.2&3&4 です。

まだ解決しないのですか？

あなたの質問のうち「15℃の温度で50m3のボンベに1kg/cm2の圧力で窒素がある時に」の「1kg/cm2」が、「絶対圧」か「ゲージ圧」なのかで答が変わるので、どちらの値で質問しているのかを聞いているのです。

もし、誰かからそうい聞かれているのであれば、質問している張本人に確認してください。

もし「1kg/cm2」が「ゲージ圧」ならば、#4 に書いたように
・全体の圧力：絶対圧で３気圧、ゲージ圧で２気圧
・分圧は「絶対圧」で、窒素ガス２気圧、HFガス１気圧
です。

もし「1kg/cm2」が「絶対圧」ならば、それはほぼ「１気圧 = 大気圧」なので、
・全体の圧力：絶対圧で２気圧、ゲージ圧で１気圧
・分圧は「絶対圧」で、窒素ガス１気圧、HFガス１気圧
です。

そのどちらであるかは、質問内容が明確にならないと決まりません。

それが分からないで質問しているのなら、質問者さんは永遠に正しい回答を得ることはできません。
何故なら、質問内容が「あいまい」で、肝心な質問者さんが何を質問しているのか分かっていないのだからです。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/11 14:46

No.2&3です。

「元の窒素ガスの圧力がゲージ圧」で、追加する「HFガスが大気圧で 50 m^2」であれば、

元の窒素ガス：ゲージ圧で「約１気圧」なので、絶対圧では「約２気圧」。

これを「大気圧」に戻したら、圧力は「絶対圧で２気圧→１気圧」と 1/2 になるので、「ボイルの法則」から体積は２倍になる。つまり
　50 [m^3] × 2 = 100 [m^3]

これと、「大気圧で 50 m^3 の HF ガス」を混合して化学反応が起きなければ合計の体積は
　100 [m^3] + 50 [m^3] = 150 [m^3]
となる。

この「窒素ガスと HF ガスの混合気体：150 m^3」を「50 m^3] のボンベに押し込めば、体積は 1/3 になるので、ボイルの法則から圧力（絶対圧）は３倍になる。つまり「3気圧」。

これが「そのボンベの全体圧力」になります。
絶対圧で：3気圧 ≒ 3 × 10^5 Pa ≒ 3 kg/cm^2･abs
ゲージ圧で：3気圧 - 大気圧 =２気圧 ≒ 2 kg/cm^2

「分圧」は「絶対圧」でしか定義できないので、このときのそれぞれの分圧は
・窒素ガス：2気圧 ≒ 2 × 10^5 Pa
・HF ガス：1気圧 ≒ 1 × 10^5 Pa

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/11 11:47

No.2 です。

ちなみに
　1 kg/cm^2 = 9.8 N/cm^2 = 9.8 × 10^4 N/m^2 = 9.8 × 10^4 Pa
≒ 1.0 × 10^5 Pa
です。
大気圧（１気圧）が「1013 hPa = 1.013 × 10^5 Pa」ですので、ボンベの圧力はおおよそ「１気圧」です。

従って、圧力「1 kg/cm^2」が「絶対圧」なら「ボンベ内はほぼ大気圧（１気圧）」ということになるし、
「ゲージ圧」なら「ボンベ内は約２気圧」ということになります。

全く条件が変わりますよ。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/11 11:41

圧力の値「1 kg/cm^2」は「絶対圧」ですか？　それとも「ゲージ圧」？

「絶対圧」とは、「真空」を「0」とした圧力です。
「ゲージ圧」とは、「大気圧」を「0」とした圧力です。

実社会で通常使う圧力は、「大気圧との差」で測る「ゲージ圧」です。(自動車のタイヤの空気圧だとか、油圧装置の圧力など）
これに対して、学校で習う「ボイル・シャルルの法則」とか「気体の状態方程式」で使う圧力は「絶対圧」です。

ご質問の場合は、もともとボンベ内にある窒素ガスの「1kg/cm2の圧力」が「絶対圧」なのか「ゲージ圧」なのかで計算が変わります。
「1kg/cm2」などという慣用単位を使っているので「ゲージ圧」かなと思いますが、いかがでしょうか。

そして、対する「HFガスを50m3」は、どのような条件での体積なのですか？　大気圧ですか？

計算したくとも、条件が不明確です。

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2023/08/11 11:31

とりあえず温度は忘れなさい。

ついでにガスの種類も忘れよう。

条件はこうだ。
温度不問で同じガス。
ゲージ圧なのか絶対圧なのか分からないけど圧力が掛かってる。

で、考えてみる。
・
・・
・・・
どうなった？

そこにガスの種類を変えた場合どんな条件が加わるかを考える。
・
・・
・・・
次にガスの温度を決めて考える。

最後にゲージ圧なのか絶対圧なのかを考えてみる。

そんだけのことだ。
調べるの面倒だけどできない事じゃないよね。
とりあえず、ここまでやってみよう。
その過程で分からないことがあれば、それについて調べ、納得できなければその納得できない事について改めてここで質問をすればいい。