기체의 무게 계산 방법

 

안녕하세요? 수박공입니다.

PSM, 화학사고예방관리계획서 등을 작성하다 보면 설비별 유해위험물질의 취급량을 계산해야 할 경우가 있습니다.

액체의 경우, 해당물질의 비중을 이용하여 아래와 같이 쉽게 계산이 가능합니다.

[ 취급량(kg) = 설비의 용량(m3) × 1,000(L/m3) × 1(kg/L) × 비중 ]

기체의 경우에는 어떻게 계산하면 될까요?

오늘은 기체의 무게 계산 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

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■ 기체의 무게 계산식

기체의 무게는 이상기체상태 방정식으로 계산이 가능합니다.

계산식은 아래와 같습니다.

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P V = n R T

여기서,

  P : 압력 (atm)

  V : 부피 (L)

  n : 몰수 (mol)

  R : 기체상수 (0.082atm·L/mol·K)

  T : 절대온도 (K)

 

n = W ÷ M

여기서,

  W : 기체의 질량 (g)

  M : 기체의 몰질량(=분자량) (g/mol)

 

우리가 알아야 할 것은 기체의 질량(W)이며, 상기 두개의 식을 정리하면 아래와 같습니다.

W = ( P × V × M ) ÷ ( R × T )

나머지는 주어진 값들을 대입하면 쉽게 계산할 수 있습니다.

 

 

■ 기체의 무게 계산 예시

암모니아(NH3) 냉동설비의 경우를 예를 들어 계산해 보겠습니다.

Ex) 암모니아 냉동설비 Gas Purger 내 Gas 무게 계산       ① Gas Purger Size : Φ318 × 800L       ② 운전온도 : 40℃       ③ 운전압력 : 1.08MPa

 

1) 설비 내 체적 계산

  [ (0.318 × 0.318 ) × 3.14 ÷ 4 ] × 0.8  =  0.0635m3  =  63.5L

 

2) 암모니아(NH3) 가스량 계산

이상기체상태정식(PV=nRT)을 적용하여 계산

 

W  =  ( P × V × M ) ÷ ( R × T )

      =  ( 11.8 × 63.5 × 17 ) ÷ (0.082 × 313)

      =  496.3g  (→ 약 0.5kg)

 

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기체의 무게 계산 방법에 대해 알아보았습니다.

참고하시기 바랍니다. 감사합니다.