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用于气体转移的定量环及气体转移方法与流程

2022-03-04 22:39:20 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及分析测量领域,特别涉及一种用于气体转移的定量环及气体转移方法。


背景技术:

2.在有关气体的实验中,通常涉及到气体的转移过程,比如将气体转移至反应容器中进行实验,或者将实验制备的气体转移至分析测试仪器中进行测试等。
3.相关技术中,往往会利用注射器进行间歇式气体转移方法,也即是将气体吸入注射器的腔体,再将注射器腔体中的气体转移至需要的地方。但是,由于注射器的结构限制,导致气体转移过程中实验人员无法得知转移气体的量,影响后续实验的准确性。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供了一种用于气体转移的定量环及气体转移方法,实验人员能够得知转移气体的量,从而提高后续实验的准确性。所述技术方案如下:
5.一方面,提供了一种用于气体转移的定量环,所述定量环包括:
6.两端开口的螺旋管(1)、两个直角连接管(2)、三通管(3)、阀门(4)以及接头(5);
7.所述螺旋管(1)的两端分别与每个直角连接管(2)的第一端气密相连,所述三通管(3)的第一端和所述三通管(3)的第二端分别与所述每个直角连接管(2)的第二端气密相连;
8.所述三通管(3)的第三端与所述阀门(4)的第一端气密相连,所述阀门(4)的第二端与所述接头(5)的第一端气密相连;
9.所述接头(5)的第二端用于与真空泵、充气装置以及气体存储装置之间可装卸的气密相连;
10.其中,所述真空泵用于在气体转移前将所述定量环中的气体抽出,所述充气装置用于向所述定量环中充入气体,所述气体存储装置用于存储从所述定量环中流入的气体,所述从所述定量环中流入的气体的质量由衡器测量所述定量环在气体转移前后的质量变化得到。
11.在一种可能的设计中,所述螺旋管(1)的内壁和外壁上覆盖有防腐涂层。
12.在一种可能的设计中,所述螺旋管(1)的材料为铜或钢。
13.在一种可能的设计中,所述定量环还包括气体流量测量装置;
14.所述气体流量测量装置的第一端与所述三通管(3)的第三端气密相连,所述气体流量测量装置的第二端与所述阀门(4)气密相连;
15.所述气体流量测量装置内部设置有空腔,所述空腔贯穿所述气体流量测量装置的第一端和第二端;
16.所述空腔内设置有气体流量传感器,所述气体流量测量装置的外部设置有显示装置,所述显示装置与所述气体流量传感器通过导线连接;
17.其中,所述显示装置用于显示流经所述气体流量测量装置的气体的体积。
18.在一种可能的设计中,所述阀门(4)为电磁阀门,所述阀门(4)还与所述气体流量传感器通过导线连接;
19.所述气体流量传感器还用于在流经所述气体流量传感器的气体的体积大于或等于目标体积时,控制所述阀门(4)关闭。
20.在一种可能的设计中,所述接头(5)为自封式快速接头。
21.在一种可能的设计中,所述衡器为电子天平。
22.一方面,提供了一种气体转移方法,所述方法包括:
23.将所述定量环的接头(5)的第二端与真空泵的进气端气密相连,开启阀门(4),通过所述真空泵,将所述定量环中的气体抽出;
24.关闭所述阀门(4),断开所述接头(5)与所述真空泵的连接;
25.将所述接头(5)的第二端与充气装置的接头气密相连,开启所述阀门(4),所述充气装置的接头上设置有压强表,所述压强表用于测量所述定量环中气体的压强;
26.响应于所述定量环中气体的压强大于或等于压强阈值,关闭所述阀门(4),断开所述接头(5)与所述充气装置的接头之间的连接;
27.将所述定量环放置在衡器上,确定所述衡器的示数m0;
28.将所述定量环的接头(5)的第二端与气体存储装置的接头气密相连,开启所述阀门(4),目标时长后,关闭所述阀门(4),断开所述接头(5)与所述气体存储装置的接头之间的连接,其中,所述气体存储装置中气体的压强小于所述压强阈值,所述目标时长与待转移气体的质量正相关;
29.确定所述衡器的示数m1;
30.根据所述m0和所述m1确定转移气体的质量。
31.在一种可能的实施方式中,所述确定所述衡器的示数m0之后,所述方法还包括:
32.将所述定量环的接头(5)的第二端与所述真空泵的进气端气密相连,将所述真空泵的出气端与所述气体存储装置的接头气密相连;
33.开启所述阀门(4),启动所述真空泵,通过所述真空泵将所述定量环中的气体抽取至所述气体存储装置中。
34.在一种可能的实施方式中,所述将所述定量环的接头(5)与真空泵气密相连之前,所述方法还包括:
35.根据所述待转移气体的物质的量、所述定量环的容积、所述气体存储装置的容积以及所述气体存储装置内部的压强,确定所述压强阈值。
36.通过本技术提供的用于气体转移的定量环,实验人员能够将充气装置中的气体暂时存放在定量环中,并通过定量环将气体转移至气体存储装置中,由于在气体转移前对定量环进行了气体抽取,同时各个组件之间均是气密连接,能够保证转移气体过程中气体的纯度。通过衡器测量定量环在气体转移过程中的质量变化,能够得到转移气体的质量,从而为实验人员提供准确的气体转移量。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本技术实施例提供的一种用于气体转移的定量环的结构示意图;
39.图2是本技术实施例提供的一种电子天平的示意图;
40.图3是本技术实施例提供的一种定量环放置在电子天平内部的示意图;
41.图4是本技术实施例提供的一种气体流量测量装置的结构示意图;
42.图5是本技术实施例提供的一种气体流量传感器的结构示意图;
43.图6是本技术实施例提供的一种气体转移方法的流程图。
具体实施方式
44.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
45.图1是本技术实施例提供的一种用于气体转移的定量环的结构示意图,参见图1,定量环包括:
46.两端开口的螺旋管1、两个直角连接管2、三通管3、阀门4以及接头5。螺旋管1的两端分别与每个直角连接管2的第一端气密相连,三通管3的第一端和三通管3的第二端分别与每个直角连接管2的第二端气密相连。三通管3的第三端与阀门4的第一端气密相连,阀门4第二端与接头5的第一端气密相连。接头5的第二端用于与真空泵、充气装置以及气体存储装置之间可装卸的气密相连。其中,真空泵用于在气体转移前将定量环中的气体抽出,充气装置用于向定量环中充入气体,气体存储装置用于存储从定量环中流入的气体,从定量环中流入的气体的质量由衡器测量定量环在气体转移前后的质量变化得到。
47.可选的,螺旋管1由一根直导管多次弯折而成,每个直角连接管2的第一端的直径与螺旋管1的两端的直径匹配,这里的匹配包括两种情况,第一种情况为直角连接管2的第一端的外径与螺旋管1的两端的内径相同,第二种情况为直角连接管2的第一端的内径与螺旋管1的两端的外径相同。在第一种情况下,实验人员分别将两个直角连接管2的第一端插入螺旋管1的开口内,即可实现直角连接管2的第一端与螺旋管1的两端的连接。在第二种情况下,实验人员分别将螺旋管1的两端分别插入两个直角连接管2的第一端,即可实现直角连接管2的第一端与螺旋管1的两端的连接。当然,无论是第一种情况还是第二种情况,实验人员将直角连接管2的第一端与螺旋管1的两端连接之后,在直角连接管2的与螺旋管1的连接位置上缠上气密性胶带,这样能够保证直角连接管2的第一端与螺旋管1的两端的气密相连。
48.另外,为了进一步提高螺旋管1与直角连接管2之间的气密性,实验人员也能够直接将一根直导管弯折成螺旋管1和直角连接管2,也即是螺旋管1和直接连接管2为一体成型的结构,二者之间的气密性更好。
49.在一种可能的设计中,螺旋管1的内壁和外壁上覆盖有防腐涂层。
50.可选地,防腐涂层的材料为环氧防腐涂层,鳞片防腐涂层,环氧聚酯混合型,户外纯聚酯中的至少一项,当然也能够为其他材料,本技术实施例对此不做限定。
51.在螺旋杆1的内壁和外壁上涂覆防腐涂层之后,防腐涂层能够隔绝螺旋杆1的内壁
和外壁与水或氧气的接触,从而防止水或氧气对螺旋杆1的内外表面的腐蚀,提高螺旋杆1的使用寿命。另外,由于螺旋杆1在进行气体转移过程中需要存储气体,在螺旋杆1的内壁涂覆防腐涂层之后,还能够保证螺旋杆1的内壁不被存储的气体腐蚀,避免由于气体腐蚀而导致螺旋杆1破损,而影响螺旋杆1的气密性的情况。
52.在一种可能的设计中,螺旋管1的材料为铜或钢。
53.其中,若螺旋管1的材料为铜,由于铜的加工性能较好,在制作螺旋管1的过程中,实验人员能够更为轻松的完成制作过程,提高了制作螺旋管1的效率。若螺旋管1的材料为钢,那么螺旋管1的机械性能以及抗腐蚀能力都较好,螺旋管1的使用寿命较长。
54.举例来说,若直导管的材料为金属,那么实验人员将一根直导管多次弯折得到螺旋管1或者螺旋管以及直角连接管2的组合之后,还能够者螺旋管1以及直角连接管2放入加热炉中进行退火处理。通过退火处理能够消除弯折直导管时产生的加工硬化,也即是消除螺旋管1以及直角连接管2的组合中的位错,提高螺旋管1或者螺旋管以及直角连接管2的使用寿命。
55.对于三通管3来说,三通管3的第一端和第二端的直径与直角连接管2的第二端匹配,这里的匹配包括两种情况,其中,第一种情况为,两个直角连接管2的第二端的外径与三通管3的第一端和第二端的内径相同,第二种情况为,两个直角连接管2的第二端的内径与三通管3的第一端和第二端的外径相同。在第一种情况下,实验人员分别将两个直角连接管2的第二端插入三通管3的第一端和第二端内,即可实现两个直角连接管2的第二端与三通管3的第一端和第二端的连接。在第二种情况下,实验人员分别将三通管3的第一端和第二端分别插入两个直角连接管2的第二端,即可实现直角连接管2的第二端与三通管3的第一端和第二端的连接。当然,无论是第一种情况还是第二种情况,实验人员将两个直角连接管2的第二端与三通管3的第一端和第二端连接之后,在两个直角连接管2的与三通管3的连接位置上缠上气密性胶带,这样能够保证直角连接管2的第二端与三通管3的第一端和第二端的气密相连。
56.对于阀门4来说,实验人员能够将阀门4的第一端与三通管3的第三端相连,将阀门4的第二端与接头5的第一端相连,阀门4能够控制接头5与三通管3之间的通断。其中,阀门4的第一端与三通管3的第三端之间气密相连的方法,与上述连接三通管3与直角连接管2的方法属于同一发明构思,在此不再赘述。
57.对于接头5的第二端来说,接头5的第二端能够与真空泵、充气装置以及气体存储装置可拆卸的气密相连,当实验人员需要抽取定量环中的气体时,将真空泵通过接头5的第二端与定量环相连,启动真空泵就能够实现从定量环中抽取气体的过程。当实验人员需要向定量环中进行充气时,将充气装置通过接头5的第二端与定量环相连,开启阀门4后就能够实现气体由充气装置充入定量环的过程。当实验人员需要对定量环中的气体转移进行转移时,将气体存储装置通过接头5的第二端与定量环相连,开启阀门4后就能够实现气体由定量环转移至气体存储装置的过程。
58.在一种可能的设计中,接头5为自封式快速接头,自封式快速接头集阀门和接头功能于一身,接头部分能够与真空泵、充气装置或者气体存储装置可拆卸的气密相连。阀门部分能够控制接头的另一端与外界的通断,通过自封式快速接头上的阀门以及定量环上的阀门4,能够在同时关闭时,对定量环的内部与外界环境形成更为严密的隔绝,从整体上提高
了定量环的气密性。
59.对于确定从定量环流入气体存储装置的气体的质量来说,实验人员能够在通过充气装置向定量环中充入气体之后,将充气装置与定量环之间的连接断开,将定量环放在衡器上,得到示数m0。实验人员将气体存储装置与定量环气密相连,将定量环中的气体转移至气体存储装置。气体转移之后,实验人员将定量环与气体存储装置之间的连接断开,将定量环放置在衡器上,得到示数m1,m
0-m1即是从定量环流入气体存储装置的气体的质量。
60.可选地,衡器为电子天平,电子天平的示意图参见图2,电子天平包括底座201、称量部202以及外壳203。在使用过程中,实验人员需要启动电子天平,将电子天平的外壳203取下,将待称量的物体放置在称量部202上,将电子天平的外壳203放回到底座201上,待电子天平的示数稳定进行记录,记录下的示数也即是待称量物体的质量。在本技术中,待称量物体为定量环,定量环放置在电子电平中进行称量的示意图参见图3。
61.在一种可能的设计中,定量环还包括气体流量测量装置。气体流量测量装置的第一端与三通管3的第三端气密相连,气体流量测量装置的第二端与阀门4气密相连。气体流量测量装置内部设置有空腔,空腔贯穿气体流量测量装置的第一端和第二端。空腔内设置有气体流量传感器,气体流量测量装置的外部设置有显示装置,显示装置与气体流量传感器通过导线连接。其中,显示装置用于显示流经气体流量测量装置的气体的体积。
62.参见图4,提供了一种气体流量测量装置的结构示意图,气体流量测量装置包括相互贯通的第一端401和第二端402,气体流量测量装置内部设置有空腔403,空腔403内设置有气体流量传感器404,气体流量传感器404与设置在气体流量测量装置外部的显示装置405通过导线连接。当有气体流经气体流量传感器404时,气体流量传感器能够根据传感器内电流的变化,确定流经气体的体积,并将气体的体积发送给显示装置405,通过显示装置405将流经气体的体积显示给实验人员。
63.气体流量传感器的结构参见图5,气体流量传感器包括基底501、基底上连接有加热电阻502以及两个相同的热敏电阻503,两个热敏电阻503对称设置在加热电阻502的两侧。基底501由外部电源供电,基底501用于为加热电阻502以及两个热敏电阻503供电,当没有气体通过气体流量传感器表面时,由于两个热敏电阻503与加热电阻502之间的距离相同,因此基底501能够检测到稳定的电流i0,当有气体通过气体流量传感器的表面时,沿气体流动方向的温度场分布的对称性被扰动而遭到破坏,导致加热电阻502沿气体流动方向的前方的热敏电阻的温度高于另一个热敏电阻,基体能够到电流i1。根据电流i1和气体流量的对应关系,气体流量传感器能够确定流经气体的体积。
64.在一种可能的设计中,阀门4为电磁阀门,阀门4还与气体流量传感器通过导线连接。气体流量传感器还用于在流经气体流量传感器的气体的体积大于或等于目标体积时,控制阀门4关闭。
65.通过本技术提供的用于气体转移的定量环,实验人员能够将充气装置中的气体暂时存放在定量环中,并通过定量环将气体转移至气体存储装置中,由于在气体转移前对定量环进行了气体抽取,同时各个组件之间均是气密连接,能够保证转移气体过程中气体的纯度。通过衡器测量定量环在气体转移过程中的质量变化,能够得到转移气体的质量,从而为实验人员提供准确的气体转移量。
66.图6是本技术实施例提供的一种气体转移方法,参见图6,方法包括:
67.601、将定量环的接头5的第二端与真空泵的进气端气密相连,开启阀门4,通过真空泵,将定量环中的气体抽出,关闭阀门4,断开接头5与真空泵的连接。
68.可选地,真空泵为往复式真空泵或者旋片式真空泵,其中,往复式真空泵也被称为活塞式真空泵。往复式真空泵是利用泵腔内活塞做往复式运动,将气体吸入、压缩并排出。旋片式真空泵是利用泵腔内活塞做旋转运动,将气体吸入、压缩并排出,在本技术中,实验人员能够根据实际情况选择不同类型的真空泵,本技术实施例对此不做限定。
69.在一种可能的实施方式中,实验人员将真空泵的接口与定量环的接头5气密连接后,开启阀门4,启动真空泵,通过真空泵将定量环中的气体抽出。当真空泵的运行时长达到目标时长,实验人员先关闭阀门4,再将真空泵关闭。待真空泵完全停止运行时,断开接头5与真空泵的连接,其中,目标时长与真空泵的抽气速率负相关,也即是真空泵的抽气速率越高,表明真空泵能够在较短的时间内将定量环5中的气体抽出,那么目标时长也就较短;真空泵的抽气速率越低,表明真空泵需要较长时间工作才能将定量环5中的气体抽出,相应的,目标时长也就越长。
70.在一种可能的实施方式中,若接头5为自封式快速接头,那么当实验人员通过真空泵将定量环中的气体抽出,且断开接头5与真空泵的连接之后,还能够将自封式快速接头上的阀门关闭,自封式快速接头上的阀门和定量环的阀门4能够形成两层密封,防止定量环外的气体进入定量环内,保证后续气体转移过程中气体的纯度。
71.602、将接头5的第二端与充气装置的接头气密相连,开启阀门4,充气装置的接头上设置有压强表,压强表用于测量定量环中气体的压强,响应于定量环中气体的压强大于或等于压强阈值,关闭阀门4,断开接头5与充气装置的接头之间的连接。
72.可选地,充气装置为装有待转移气体的气瓶,或者为进行气体实验时采用的反应容器,本技术实施例对此不做限定。
73.在一种可能的实施方式中,若充气装置为装有待转移气体的气瓶,那么实验人员能够将与气瓶出气口接头相连的导管与接头5的第二端气密相连,开启阀门4,实验人员能够通过气瓶上的压强表看到定量环内的压强,开启气瓶上的阀门,气瓶内的气体通过接头5进入定量环内部,气瓶上的压强表能够显示定量环内部压强的变化。响应于定量环中气体的压强大于或等于压强阈值,实验人员关闭阀门4,同时关闭气瓶上的阀门,停止气瓶向定量环内转移气体的过程。实验人员能够将接头5与充气装置的连接断开,将气瓶放置在存储气瓶的位置上。
74.在一种可能的实施方式中,若充气装置为进行气体实验时采用的反应容器,那么实验人员能够为反应容器设计一个中间带有通孔的塞子,塞子的外径与反应容器开口的内径相同。实验过程中,实验人员使用塞子将反应容器的开口塞住,同时在通孔中插入外径与通孔直径相同的导管,将导管的另一端与接头5气密相连。实验人员开启阀门4,反应容器中产生的气体也就能够通过导管进入定量环的内部。当然,为了测量进入定连环内部气体的量,将导管连接定量环之前,实验人员还能够先将导管与压强表的第一端相连,在将压强表的第二端与接头5气密相连,这样实验人员能够通过压强表确定进入定量环的气体的压强,从而确定进入定量环的气体的量。响应于定量环中气体的压强大于或等于第一压强阈值,实验人员能够关闭阀门4,停止反应容器向定量环内转移气体的过程,随后,实验人员将接头5与反应容器的导管之间的连接断开。
75.在一种可能的实施方式中,若定量环还包括气体流量测量装置,那么实验人员通过充气装置向定量环中充入气体时,还能够通过气体流量测量装置上设置的显示装置来确定充气装置流入定量环中气体的量。后续能够与通过衡器进行测量得到的气体的量进行相互验证,从而更加准确的确定流入定量环中的气体的量。
76.在上述实施方式的基础上,若阀门4为电磁阀门,且阀门4与气体流量传感器通过导线连接,实验人员能够在气体流量传感器上设置气体允许流入定量环的第一目标体积。响应于气体流量传感器检测到流入定量环气体的体积大于或等于第一目标体积,向阀门4发送控制信号,控制信号用于控制阀门4关闭。当然,气体流量传感器向阀门4发送控制信号时,还能够发出蜂鸣声,蜂鸣声用于提醒实验人员流入定量环的气体的体积大于或等于第一目标体积,实验人员能够断开充气装置与接头5之间的连接。
77.在一种可能的实施方式中,若接头5为自封式快速接头,那么当实验人员断开接头5与充气装置之间的连接之后,还能够将自封式快速接头上的阀门关闭,自封式快速接头上的阀门和定量环的阀门4能够形成两层密封,防止定量环外的气体进入定量环内,保证后续气体转移过程中气体的纯度。
78.603、将定量环放置在衡器上,确定衡器的示数m0。
79.可选地,衡器为电子天平,实验人员能够将定量环放入电子天平中,待电子天平的示数稳定后进行记录,记录下的示数也即是m0,其中,m0也就为定量环的质量 定量环中气体的质量,由于充气装置向定量环进行充气之前,实验人员采用真空泵对定量环进行了抽真空的操作,那么定量环中气体的质量也就能够近似看作充入定量环中气体的质量。
80.604、将定量环的接头5的第二端与气体存储装置的接头气密相连,开启阀门4,目标时长后,关闭阀门4,断开接头5与气体存储装置的接头之间的连接,其中,气体存储装置中气体的压强小于压强阈值,目标时长与待转移气体的质量正相关。
81.可选地,气体存储装置为抽真空之后的气瓶,或者为进行气体实验时采用的反应容器,本技术实施例对此不做限定。
82.在一种可能的实施方式中,若气体存储装置为抽真空之后的气瓶,那么实验人员能够将与气瓶进气口接头相连的导管与接头5的第二端气密相连,开启阀门4,通过开启气瓶上的阀门,定量环内的气体通过接头5进入气瓶内部,目标时长后,实验人员关闭阀门4,同时关闭气瓶上的阀门,停止定量环向气瓶内转移气体的过程。实验人员能够将接头5与气体存储装置的连接断开,在气瓶上标注存储气体的类型,将气瓶放置在存储气瓶的位置上。
83.在一种可能的实施方式中,若气体存储装置为进行气体实验时采用的反应容器,那么实验人员能够为反应容器设计一个中间带有通孔的塞子,塞子的外径与反应容器开口的内径相同。实验过程中,实验人员使用塞子将反应容器的开口塞住,同时在通孔中插入外径与通孔直径相同的导管,将导管的另一端与接头5气密相连。实验人员开启阀门4,定量环中的气体也就能够通过导管进入反应容器的内部。当然,为了测量进入反应容器内部气体的量,将导管连接定量环之前,实验人员还能够先将导管与压强表的第一端相连,在将压强表的第二端与接头5气密相连,这样实验人员能够通过压强表确定定量环的气体的压强变化,从而确定进入反应容器的气体的量。响应于定量环中气体的压强小于或等于第二压强阈值,实验人员关闭阀门4,停止定量环向反应容器内转移气体的过程,随后,实验人员能够将接头5与反映容器的导管之间的连接断开。
84.在一种可能的实施方式中,若定量环还包括气体流量测量装置,那么实验人员由定量环向气体存储装置中转移气体时,还能够通过气体流量测量装置上设置的显示装置来确定定量环流入气体存储装置中气体的量。后续能够与通过衡器进行测量得到的气体的量进行相互验证,从而更加准确的确定由定量环流入气体存储装置中的气体的量。
85.在上述实施方式的基础上,若阀门4为电磁阀门,且阀门4与气体流量传感器通过导线连接,实验人员能够在气体流量传感器上设置气体允许流出定量环的第二目标体积。响应于气体流量传感器检测到流出定量环气体的体积大于或等于第二目标体积,向阀门4发送控制信号,控制信号用于控制阀门4关闭。当然,气体流量传感器向阀门4发送控制信号时,还能够发出蜂鸣声,蜂鸣声用于提醒实验人员流入定量环的气体的体积大于或等于第二目标体积,实验人员能够断开气体存储装置与接头5之间的连接。
86.下面对压强阈值的确定方法进行说明:
87.在一种可能的实施方式中,实验人员根据待转移气体的物质的量、定量环的容积、气体存储装置的容积以及气体存储装置内部的压强,确定压强阈值。
88.举例来说,若实验人员计算得到需要向气体存储装置中转移1mol的气体,气体存储装置的容积为0.02m3,定量环的容积为0.01m3,气体存储装置在使用前进行了抽真空,气体存储装置内部的压强近似为0pa,室温为25℃,298.15k。
89.参见理想气体方程pv=nrt,其中,p为气体压强,单位为帕斯卡(pa),v为容器体积,单位为立方米(m3),n为气体的物质的量,单位为摩尔(mol),r为理想气体常数8.314j
·
mol-1
·
k-1
,t为气体温度,单位为开尔文(k)。实验人员能够根据理想气体方程,得到向气体存储装置中存入1mol气体后,气体存储装置中气体的压强ps=nrt/v,将气体存储装置的容积、气体存储装置内部的压强以及转移气体的量带入公式,得到ps=1
×
8.314
×
298.15/0.02=1.23
×
105pa。由于在气体转移之前,气体存储装置中并没有气体,实验人员开启阀门4后,气体由定量环进入气体存储装置,在气体转移之后,定量环内气体的压强与气体存储装置内气体的压强相同,也即是1.23
×
105pa。根据理想气体方程,反推气体转移之后定量环中气体的量为n=pv/rt=1.23
×
105×
0.01/8.314
×
298.15=0.5mol,换句话说,充气装置需要向定量环中充入0.5 1=1.5mol的气体,定量环才能够向气体存储装置中转移1mol的气体。下面再次根据理想气体方程,来确定充入1.5mol气体后定量环内气体的压强,也即是压强阈值。压强阈值p
t
=nrt/v=1.5
×
8.314
×
298.15/0.01=3.71
×
105pa。
90.当然,上述确定压强阈值是基于理想气体方程来进行的,实验人员也能够根据实际情况对理想气体方程的各个参数进行调整,本技术实施例对此不做限定。
91.需要说明的是,上述步骤是以气体存储装置中气体的压强小于压强阈值为例进行说明的,在其他可能的实施方式中,也能够向气体的压强大于或等于压强阈值的存储装置中转移气体,方法如下:
92.实验人员将定量环的接头5与真空泵的进气端气密相连,将真空泵的出气端与气体存储装置的接头气密相连。开启阀门4,启动真空泵,通过真空泵将定量环中的气体抽取至气体存储装置中。
93.在这种实施方式下,在气体存储装置中气体压强较高时,也能够将定量环中的气体转移至气体存储装置中,扩展了方案的使用范围。
94.605、确定衡器的示数m1,根据m0和m1确定转移气体的质量。
95.在一种可能的实施方式中,实验人员能够将定量环放入电子天平中,待电子天平的示数稳定后信息记录,记录下的示数m1。其中,m1也就为定量环的质量 定量环中气体的质量,由于对定量环中的气体进行了转移,原来存储在定量环中的部分气体已经转移至气体存储装置中,定量环中的气体的质量减小。实验人员计算m0和m1之间的差值,即可得到转移气体的质量。
96.通过本技术提供的气体转移方法,实验人员能够将充气装置中的气体暂时存放在定量环中,并通过定量环将气体转移至气体存储装置中,由于在气体转移前对定量环进行了气体抽取,同时各个组件之间均是气密连接,能够保证转移气体过程中气体的纯度。通过衡器测量定量环在气体转移过程中的质量变化,能够得到转移气体的质量,从而为实验人员提供准确的气体转移量。
97.上述仅为本技术的可选实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
再多了解一些

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