Ответьте на вопросы, страница 129 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

Почему из баллона откачивают воздух?

Воздух из баллона откачивают для того, чтобы подготовить его к заполнению другим веществом. Этот процесс называется вакуумированием и является обязательным по нескольким важным причинам, связанным с чистотой продукта, безопасностью и эффективностью хранения.

1. Обеспечение чистоты продукта.
Баллоны используются для хранения и транспортировки химически чистых газов (например, медицинского кислорода, аргона для сварки, неона для лазеров). Воздух — это смесь газов, в основном состоящая из азота (около 78%) и кислорода (около 21%). Если не откачать воздух перед заполнением, то основной газ будет загрязнен примесями. Это может сделать его непригодным для использования. Например:
• В сварочных работах даже небольшое количество кислорода или паров воды из воздуха в баллоне с инертным газом (аргоном) приведет к окислению расплавленного металла и, как следствие, к хрупкому и некачественному шву.
• В медицине используется кислород высокой степени чистоты. Примеси из воздуха могут быть вредны для пациента и снижают эффективность кислородной терапии.
• В электронной промышленности для производства полупроводников требуются сверхчистые газы, и любое загрязнение может испортить целую партию микросхем.

2. Обеспечение безопасности.
Наличие воздуха, а точнее кислорода, в баллоне может быть крайне опасным при заправке его некоторыми газами.
• Горючие газы (водород, ацетилен, метан) при смешивании с кислородом воздуха под давлением образуют взрывоопасную смесь. Случайная искра или нагрев могут привести к мощному взрыву.
• Некоторые вещества могут вступать в химическую реакцию с кислородом или влагой воздуха, что приводит к их порче или образованию опасных соединений.

3. Эффективное хранение сжиженных газов.
Многие газы (пропан, бутан, углекислота) хранятся в баллонах в сжиженном виде под давлением. Компоненты воздуха, в первую очередь азот и кислород, при этих условиях не сжижаются и остаются в газообразном состоянии. Согласно закону Дальтона, эти неконденсирующиеся газы будут создавать собственное парциальное давление, которое суммируется с давлением паров сжиженного газа. В результате общее давление в баллоне значительно возрастает, что:
• Снижает количество сжиженного газа, которое можно безопасно заправить в баллон.
• Создает риск превышения максимально допустимого рабочего давления баллона, что может привести к его разрушению.

Таким образом, откачка воздуха — это необходимый технологический этап, гарантирующий качество, безопасность и правильные условия хранения содержимого баллона.

Ответ: Воздух из баллона откачивают для того, чтобы очистить его внутренний объем перед заполнением другим веществом. Это необходимо для обеспечения чистоты заправляемого газа или жидкости, для предотвращения образования взрывоопасных или химически активных смесей (особенно с кислородом воздуха), а также для обеспечения безопасного и эффективного хранения сжиженных газов, так как оставшийся воздух создает опасное избыточное давление.