Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Теплоемкость смеси идеальных газов

Читайте также:
  1. V. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГОРЮЧИМ ГАЗАМ, РАЗМЕЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ГАЗОПРОВОДОВ И ГАЗОВЫХ УСТАНОВОК
  2. Б. Обращение с газовыми приборами и оборудованием.
  3. Базовый англо-русский толковый словарь нефтегазовых терминов
  4. Бурение нефтяных и газовых скважин
  5. В виде осадков или газов.
  6. В нем допускается использование смеси из объектов и простых типов (например, числа, символы и др.),
  7. Газовая гангрена

Удельная теплоемкость вещества определяется как теплоемкость

а) единицы его массы (кг) – массовая удельная теплоемкость, сm [Дж/(кг·K)];

б) единицы его количества (кмоль) – молярная (мольная) удельная теплоемкость, с μ [Дж/(кмоль·K)];

в) единицы его объема (м3) – объемная удельная теплоемкость, с * [Дж/(м3·K)].

Для смеси идеальных газов или любой другой ее компоненты, имеющей массу M (кг), содержащей n киломолей и занимающей объем V3), изменение количества тепла D Q и соответствующее изменение температуры D T связаны уравнениями (сm, с μ , с * – средние значения)

D Q= сm·M· D T= с μ ·n· D T= с * ·V н · D T.

Здесь V н – объем, который занимает газ массой M при нормальных физических условиях: P 0=101325 Па, T 0=273,15 К. Отсюда получаем соотношения:

Для смеси , следовательно,

,

,

Если смесь задана объемными долями, то

и

Здесь Vj – парциальные объемы.

 

Задачи

 

3.1. Смесь 10 кг кислорода и 15 кг азота имеет давление 0,3 МПа и температуру 27ºC. Определить мольные доли zi каждого газа в смеси, кажущуюся молярную массу смеси, газовую постоянную, общий объем смеси, парциальные давления и объемы газов.

 

3.2. Определить газовую постоянную смеси газов, состоящей из 1 м3 генераторного газа и 1,5 м3 воздуха, взятых при нормальных физических условиях, и найти парциальные давления составляющих смеси. Плотность генераторного газа принять равной 1,2 кг/м3.

 

3.3. Газ коксовых печей имеет следующий объемный состав: H2=57%, CH4=23%, СО=6%, CO2=2%, N2=12%. Определить кажущуюся молярную массу смеси, массовые доли составляющий смеси, газовую постоянную, плотность смеси, парциальные давления газов при 15ºC и 1 бар.

 

3.4. Воздух объемом 0,3 м3 смешивается с 0,5 кг углекислого газа. Оба газа до смешения имели параметры P =0,6 МПа, t =45ºC. Определить парциальное давление углекислого газа после смешения.

 

3.5. Определить удельный объем пара натрия при P =1 МПа, t =927ºC, если известно, что при этих параметрах пар натрия является смесью одноатомных и двухатомных молекул мольного состава: r (Na)= 0,8628, r (Na2)=0,1372. Найти парциальные давления одно- и двухатомных паров натрия. Вычислить, как велика была бы ошибка в значении удельного объема, если бы пар натрия считался одноатомным. Молярная масса μ=23 кг/кмоль.

 

3.6. В энергетических установках, работающие по парогазовому циклу, в качестве рабочего тела используется смесь водяного пара и горячих продуктов сгорания топлива. Массовая доля продуктов сгорания g =0,7. Принять, что продукты сгорания обладают свойствами воздуха. Определить теплоемкость смеси cp при температуре 500 и 800ºC, а также удельный объем смеси при P =0,1 МПа и t =500ºC.

 

3.7. В сосуде находится смесь газов, образовавшаяся в результате смешения 10 кг азота, 13 кг аргона и 27 кг двуокиси углерода. Определить мольный состав смеси, ее удельный объем при нормальных условиях, кажущуюся молярную массу смеси и газовую постоянную, отнесенную к 1 м3 при нормальных условиях.

 

3.8. Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и перегретого водяного пара. Известно, что на каждый килограмм сухого воздуха во влажном воздухе приходится d граммов водяного пара. Определить массовые и объемные доли сухого воздуха и водяного пара, плотность при нормальных условиях, газовую постоянную и кажущуюся молярную массу смеси, если d =10 г/кг сухого воздуха.

 

3.9. Смесь газов, образовавшаяся при сжигании 1 кг мазута в топке парового котла, имеет состав, определенный парциальными объемами составляющих V (CO2)=1,85 м3, V (O2)=0,77 м3, V (N2)=12,78 м3. Определить массовые доли и парциальные давления составляющих, если общее давление P =0,1 МПа.

 

3.10. Сосуд разделен перегородкой на две части, объемы которых V 1=1,5 м3, V 2=1,0 м3. В части объемом V 1 содержится двуокись углерода при P 1=0,5 МПа и t 1=30ºC, а в части объемом V 2 – кислород при P 2=0,2 МПа и t 2=57ºC. Определить массовые и объемные доли двуокиси углерода и кислорода, кажущуюся молярную массу смеси и ее газовую постоянную после того, как перегородка будет убрана и процесс смешения закончится.

 

3.11. Горючий газ, полученный при подземной газификации угля, имеет следующий объемный состав: N2=63,6%, H2=14,5%, СО=10,0%, СO2=9,5%, H2S=0,6%, CH4=1,8%. Рассчитать приведенный к нормальным условиям объем воздуха, теоретически необходимый для сгорания 1 м3 газа, взятого также при нормальных условиях.

 

3.12. 2 м3 воздуха при давлении 5 бар и температуре 50ºC смешивается с 10 м3 воздуха при давлении 2 бар и температуре 100 ºC. Определить давление и температуру смеси.

 

3.13. В двух разобщенных между собой сосудах A и B содержатся следующие газы: в сосуде А – 50 л азота при P 1 = 20 бар и t 1 = 200ºC; в сосуде В – 200 л углекислого газа при P 2 = 5 бар и t 2 = 600ºC. Определить давление и температуру, которые установятся после соединения сосудов. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

 

3.14. Три разобщенных между собой сосуда A, B, C заполнены различными газами. В сосуде А, имеющем объем 10 л, находится сернистый ангидрид SO2 при давлении 60 бар и температуре 100ºC, в сосуде B объемом 5 л – азот при давлении 4 бар и температуре 200ºC и в сосуде C объемом 5 л – азот при давлении 20 бар и температуре 300ºC. Определить давление и температуру, которые установятся после соединения сосудов между собой. Считать, что теплообмен со средой отсутствует.

 

3.15. В сборном газоходе котельной смешиваются уходящие газы трех котлов, имеющих атмосферное давление. Для упрощения принимается, что эти газы имеют одинаковый состав, а именно: CO2=11,8%, O2=6,8%, N2=75,6%, H2O=5,8%. Часовые расходы газов составляют Q 1=7100 м3/ч, Q 2=2600 м3/ч, Q 3=11200 м3/ч, а температуры газов соответственно равны t 1=170ºC, t 2=220ºC, t 3=120ºC. Определить температуру газов после смешения и их объемный расход через дымовую трубу при этой температуре.

 

3.16. Определить средние объемную, мольную и массовую теплоемкости для смеси газов, состоящих из CO2 – 9%, CO – 1%, N2 – 81%, O2 – 9%. Давление смеси равно 1,5 бар, а температура 560ºF.

 

3.17. Определить парциальное давление кислорода, находящегося в смеси следующего объемного состава: Ar – 25%, CO2 – 39%, O2 – 36%. Смесь находится под давлением 1,5 атм при температуре 275ºR. Определить также плотность смеси.

 

3.18. В первом сосуде объемом 5 м3 содержится смесь газов N2 – 81%, O2 – 19%, давление в сосуде равно 15 МПа. Во втором сосуде объемом 150 л содержится He при температуре 137ºC. Определить, какое давление и температура установятся в системе из двух сосудов, если их соединить между собой.

 


Дата добавления: 2015-10-29; просмотров: 1047 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Пример решения задач | Процессы изменения состояния идеальных газов | Пример решения задач | Второй закон термодинамики. | Пример решения задач | Равновесная парожидкостная смесь | Пример решения задач | Примеры решения задач | Цикл парокомпрессорной холодильной установки | Пример решения задач |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Идеальные газы| Первый закон термодинамики

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.009 сек.)