PV =nRT
Dónde:
P =Presión (en este caso, 14,696 psi)
V =Volumen (en este caso, el volumen del tanque del cilindro de 1 libra)
n =Número de moles de gas hidrógeno
R =Constante del gas ideal (aproximadamente 0,08206 L*atm/mol*K)
T =Temperatura (en este caso, 273,15 K o 32°F)
Resolviendo n, el número de moles de gas hidrógeno, obtenemos:
n =VP/RT
Sustituyendo los valores dados obtenemos:
n =(14,696 psi * V) / (0,08206 L*atm/mol*K * 273,15 K)
Para determinar la masa de gas hidrógeno que se puede almacenar en el tanque, multiplicamos el número de moles (n) por la masa molar del gas hidrógeno (2,016 g/mol):
Masa de gas hidrógeno =n * Masa molar de hidrógeno
Sustituyendo n en la expresión, obtenemos:
Masa de gas hidrógeno =(14,696 psi * V) / (0,08206 L*atm/mol*K * 273,15 K) * 2,016 g/mol
Despejando V, el volumen del tanque cilíndrico de 1 libra necesario para almacenar una masa específica de gas hidrógeno, obtenemos:
V =(Masa de gas hidrógeno * 0,08206 L*atm/mol*K * 273,15 K) / (14,696 psi)
Por ejemplo, si queremos almacenar 10 gramos de gas hidrógeno en el tanque del cilindro de 1 libra, podemos calcular el volumen requerido de la siguiente manera:
V =(10 g * 0,08206 L*atm/mol*K * 273,15 K) / (14,696 psi)
V ≈ 13,67L
Por lo tanto, un tanque cilíndrico de 1 libra puede almacenar aproximadamente 13,67 litros de gas hidrógeno en condiciones estándar de temperatura y presión. Tenga en cuenta que este cálculo supone un comportamiento ideal del gas y factores del mundo real, como el comportamiento no ideal del gas, el diseño del tanque y las consideraciones de seguridad, pueden afectar la capacidad de almacenamiento real del tanque.
