Van an toàn kiểu lò xo gồm một nắp van (piston) bị lò xo nén chặt xuống cửa xả khí. Bình thường, lực nén của lò xo giữ cho van đóng kín. Khi áp suất khí trong bình tăng quá cao, lực đẩy của k

23/28

Van an toàn kiểu lò xo gồm một nắp van (piston) bị lò xo nén chặt xuống cửa xả khí. Bình thường, lực nén của lò xo giữ cho van đóng kín. Khi áp suất khí trong bình tăng quá cao, lực đẩy của khí lớn, đẩy nắp van mở ra, khí thoát ra ngoài để giảm áp suất.

Một bình chứa khí nén công nghiệp có thể tích không đổi \(V=50\) lít, được trang bị một van an toàn lò xo. Cửa xả của van là một lỗ tròn có diện tích tiết diện \(S=2{cm}^{2}\). Nắp van được giữ đóng bởi một lò xo có độ cứng \(k=2000N/m\). Để van bắt đầu mở ở áp suất thiết kế, lò xo ban đầu đã được nén một đoạn \(Δ{l}_{0}=1,4cm\). Ban đầu, khí trong bình ở nhiệt độ \({27}^{∘}C\) và áp suất tuyệt đối là 1,2 bar. Cho biết: Áp suất khí quyển bên ngoài là \({p}_{0}=1\) bar \(={10}^{5}Pa\). Bỏ qua ma sát và trọng lượng của nắp van. Coi khí trong bình là khí lí tưởng.

Số mol khí nén chứa trong bình ở trạng thái ban đầu xấp xỉ \(2,4mol\).

ĐúngSai

Van an toàn sẽ tự động mở để xả khí khi lực đẩy do áp suất khí bên trong bình lớn hơn tổng lực đàn hồi của lò xo và lực nén của áp suất khí quyển bên ngoài.

ĐúngSai

Áp suất tuyệt đối bên trong bình cần đạt tới giá trị 2,4 bar thì van an toàn bắt đầu mở.

ĐúngSai

Do sự cố hỏa hoạn, nhiệt độ bình khí tăng lên nhanh chóng. Để van an toàn bắt đầu mở xả khí tránh nổ bình, nhiệt độ khí trong bình phải tăng đến ít nhất \({600}^{∘}C.\)

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng. \(n=\frac{pV}{RT}=\frac{1,{2.10}^{5}.{50.10}^{-3}}{8,31.(27+273)}≈2,4mol\).

b) Đúng.

c) Đúng. \({F}_{khí}={F}_{dh}+{F}_{kq}⇒pS=kΔl+{p}_{0}S\)

⇒ \(p={p}_{0}+\frac{k.Δl}{S}={10}^{5}+\frac{2000.0,014}{{2.10}^{-4}}=2,{4.10}^{5}Pa=2,4Bar\).

d) Sai. Đẳng tích: \(\frac{p}{T}=hs⇒\frac{1,2}{27+273}=\frac{2,4}{t+273}⇒t={327}^{∘}C.\)