Примеры решения задач. Во сколько раз объем определенной массы газа при -300C меньше, чем при +20 0C, если давление в обоих случаях одинаковое?

Задача 1.

Во сколько раз объем определенной массы газа при -30⁰C меньше, чем при +20 ⁰C, если давление в обоих случаях одинаковое?

Решение

При постоянном давлении давление изменяется по закону (2.2):

Задача 2.

Какой объем занимает 1 кг азота при температуре 50 ⁰C и давлении
0, 4 МПа?

Решение

Объем получим из характеристического уравнения (2.8) для 1 кг газа получим, но предварительной найдем значение газовой постоянной для азота (2.10):

Задача 2.

Найти массу 5 м³ водорода при давлении 0, 4 МПа и температуре 150 ⁰C.

Решение

Воспользуемся характеристическим уравнение для произвольного количество газа (2.7):

Значение газовых постоянных можно взять из таблицы I (см. приложения):

Тогда:

Тема №3: ГАЗОВЫЕ СМЕСИ

Основные понятия

Состав газовой смеси определяется количеством каждого из газов, входящих в смесь, и может быть задан объемными и массовыми долями.

Массовые доли определяются соотношениями:

; ; … , (3.1)

где М₁, М₂, М_n – массы отдельных газов;

М – масса всей смеси.

Объемные доли определяются соотношениями:

; ; … , (3.2)

где V₁, V₂, V_n – объемы отдельных газов;

V – общий объем газовой смеси.

Очевидно, что

; (3.3)

; (3.4)

; (3.5)

(3.6)

Для перевода массовых долей в объемные используем формулу:

. (3.7)

Объемные доли переводятся в массовые с помощью формулы:

. (3.8)

Плотность смеси можно определить из следующих выражений:

, кг/м³; (3.9)

, кг/м³. (3.10)

Удельный объем представляет собой величину обратную плотности смеси и определяется соответственно.

Значение кажущейся молекулярной массы определяется выражениями:

; (3.11)

. (3.12)

Газовая постоянная смеси газов может быть выражена или черз постоянные отдельных компонентов, входящих в смесь, или через кажущуюся молекулярную массу смеси:

, Дж/(кг·К); (3.13)

, Дж/(кг·К). (3.14)

Закон Дальтона устанавливает связь между давлением газовой смеси и парциальными давлениями отдельных компонентов, входящих в смесь:

, (3.15)

где р – общее давление газовой смеси;

- парциальные давления отдельных компонентов, входящих в смесь.

При известных объемных долях компонентов смеси парциальное давление можно определить:

, (3.16)

где рi – парциальное давление любого газа, входящего в смесь.

Если известны массовые доли, то парциальное давление любого газа, входящего в смесь:

(3.17)