Superledning - fremtidens teknologi

Opgave 2

Opbevaring af flydende nitrogen

På et gymnasium har man en isolerende beholder med 5,0 L flydende nitrogen, der er blevet påfyldt mandag morgen. Den flydende nitrogen opbevares ved et tryk på 1 atm og temperaturen 77 K, som er kogepunktet for nitrogen ved 1 atm.

Selvom beholderen er velisoleret, modtager den noget varme fra omgivelserne. Man kan regne med, at der i gennemsnit modtages varme med en effekt på 1,5 W.

  1. Hvor meget energi modtager beholderen i løbet af 1 døgn?

Den tilførte energi til beholderen bruges til fordampning af nitrogen, som forsvinder fra beholderen ud i atmosfæren. Man håber nu, at der er flydende nitrogen til hele ugen.

Ved trykket på 1 atm er fordampningsvarmen for nitrogen 199 kJ/kg, og densiteten for flydende nitrogen er 0,804 kg/L.

  1. Beregn massen af den nitrogen, der fordamper fra beholderen i løbet af et døgn.

  2. Gør rede for, at der stadig er noget flydende nitrogen i beholderen fredag morgen, og vurder hvor mange liter flydende nitrogen, der er tilovers til brug i laboratoriet.