2.6 Примеры выполнения задач, по определению теплофизических параметров вещества.

Задача 1. Определить плотность и динамическую вязкость неосветленного сахарного сока с массовой долей твердой фазы = 0,04, если плотность твердой фазы =2100 кг/м³, плотность осветленного сока =1080 кг/м³ и динамическая вязкость его = 0,0005 Па∙С.

Решение. Плотность осветленного сока рассчитаем по формуле (2.2):

Объемная доля твердой фазы в соке по формуле (2.4):

Вязкость неосветвленного сока по формуле (2.11):

Па∙с.

Задача 2. Определить массовую концентрацию твердой фазы в водной суспензии, если плотность твердой фазы = 2000 кг/м³ и плотность суспензии = 1100 кг/м³.

Решение. Концентрацию суспензии определим по формуле (2.7):

Задача 3. Рассчитать плотность углекислого газа при t=50°C и давлении 20 ат.

Решение. Плотность углекислого газа определяется по формуле (2.8):

Газовая постоянная для СО₂: R = 188,9 Дж/(кг∙К), табл. П.2.11., приложения 2;

Тогда плотность СО₂ будет:

Задача 4. Определить динамическую вязкость молока с сахаром при t=50°C и содержании сухих веществ в нем В= 37,5 мас. %,

Решение. Определяем динамическую вязкость молока согласно формуле (2.14):

Динамическая вязкость молока при 50 °С:

Задача 5. Определить теплоемкость картофеля при 20°С, если содержание воды в нем W = 82% и теплоемкость сухих веществ с = 1420 Дж/(кг∙К).

Решение. Определяем теплоёмкость согласно формуле (2.20):

Дж/(кг∙К).

Задача 6. Рассчитать теплопроводность этилового спирта концентрацией 90 мас % при t = 60°С

Решение. Согласно (табл. П.3.8, приложения 3) для этилового спирта указанной концентрации и температуры, плотность = 783 кг/м³ и с = 3140 Дж/(кг·К), M = 46, теплопроводность спирта можно определить по формуле (2.25):

Вт/(м∙К).

Задача 7. Рассчитать теплопроводность раствора сахарозы концентрацией 65 мас.% сухих веществ при t =70 °С.

Решение. Определяем теплопроводность раствора сахарозы согласно формуле (2.27):

Задача 8. Определить величину коэффициента молекулярной диффузии углекислого газа А в воздухе В при t = 20 °С и = 1 ат.

Решение. Молекулярные массы СО₂ и воздуха соответственно составляют M_A= 44 и M_B = 29. Согласно табл. 3.9., приложения 3 мольные объемы СО₂ и воздуха соответственно равны и _.

Тогда коэффициент молекулярной диффузии СО₂, в воздухе определяем по формуле (2.31):

Задача 9. Рассчитать величину коэффициента молекулярной диффузии диоксида углерода в воде при t = 20 °С, если динамическая вязкость воды при этой температуре = 1 мПа∙с, опытный коэффициент для волы = 2,6, молекулярная масса воды М = 18 и мольный объём СО₂ согласно табл. 3.9., приложения 3 = 34 см³/моль.

Решение. Определим коэффициент диффузии диоксида углерода согласно формуле (2.33):

Сравнивая этот результат с результатом, полученным в предыдущем при­мер видим, что коэффициент диффузии СО₂ в воде при одной и той же температуре меньше, чем в воздухе, в 7262 раза.

Задача 10. Вычислить поверхностное натяжение уксусно-этилового эфира (СМ_зСООС₂Н₅) при 20°С, если плотность эфира = 900 кг/м³ и моле­кулярная масса его М = 88.

Решение. Величина постоянной (парахора) для СНзСООС₂Н₅ по табл. П.3.10., приложения 3;