II.1 Примеры для самостоятельной работы:

1. Найти объем газа при нормальных условиях, если при давлении 300 кПа и температуре 0°С он занимает объем 200 л.

2. Определить, при какой температуре (°С) кислород под давлением 1 Мпа займет объем 50 л, если в стандартных условиях его объем составляет 200л.

3. Рассчитать молярную массу неизвестного газа (в г/моль), если 100г этого газа при температуре 100°С и давлении 200 кПа занимают объем 40л.

4. Баллон с кислородом объемом 20 л находится под давлением 10 Мпа при

15 °C. После израсходования части кислорода давление снизилось до 7,6 Мпа, а температура до 10°C. Найти массу израсходованного кислорода.

^{5*. Плотность газообразного хлора при нормальных условиях составляет 3,124кг/м³. Найти плотность хлора при 37 °C и том же давлении, принимая хлор за идеальный газ.}

^{6*.Открытый сосуд нагрет до 727 °C. Какая часть воздуха по массе осталась в нем по сравнению с тем же количеством, какое было при 0°C?}

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Тему и цель работы.

2. Основные расчетные формулы (п. 1 и2 раздела I).

3. Примеры расчетных задач (1,3,4,5).

4. Выполненное задание для самостоятельной работы (задачи со знаком *выполняются по желанию на дополнительную оценку).

Практическое занятие № 2, 3 Способы выражения концентрации газовой смеси. Расчет параметров газовой смеси.

Цель работы: научиться рассчитывать состав газовой смеси и определять ее параметры.

Вопросы для подготовки к занятию:

- понятие газовой смеси

- парциальное давление и парциальный объем

- закон Дальтона

Ход работы

I. Теоретическая часть

Основные понятия и расчетные формулы.

1. Способы выражения состава газовой смеси

1.1 Массовая доля – отношение массы компонента смеси к массе всей смеси

Выражается в долях или процентах.

mi mi

gi = ———, или gi = ——— • 100%, (1)

mсм mсм

где gi – массовая доля i- того компонента смеси в долях или процентах

mi – масса i – того компонента смеси, кг

mсм – масса газовой смеси, кг

1.2 Объемная доля – отношение парциального объема компонента к объему всей смеси.

Выражается в долях или процентах.

Vi Vi

ri = ——— или ri = ——— • 100% (2)

Vсм Vсм

где ri – объемная доля i – того компонента, в долях или процентах

Vi – парциальный объем i – того компонента, м³

Vсм - объем всей смеси газов, м³

1.3 Мольная доля – отношение числа моль компонента к общему числу моль всех компонентов газовой смеси.

Выражается в долях или процентах.

νi νi

ni = ——— или ni = ——— • 100% (3)

νсм νсм

где ni - мольная доля i – того компонента смеси, в долях или процентах

νi – число моль компонента смеси, моль

νсм – общее число моль всех компонентов смеси (νсм = ν1 + ν2 +…+ νn), моль

Таблица1 Соотношения между долями смеси

	gi	ri	ni
gi	1	ri•Mi gi =———— ∑ ri•Mi	ni•Mi gi =———— ∑ ni•Mi
ri	gi/Mi ri = ———— ∑gi/Mi	1	ri=ni
ni	gi/Mi ni = ———— ∑gi/Mi	ni=ri	1

2. Парциальное давление компонента смеси pi определяется по формуле:

pi = ri•p (4)

где p _см - давление смеси, Па

3. На все свойства газовой смеси распространяется правило аддитивности (правило смешения) согласно которому любое свойство смеси (плотность, молярная масса и т.д.) могут быть рассчитаны исходя из состава смеси и свойств компонентов:

A = A1•n1 + A2•n2 +...+ An = ∑Ai•ni (5)

где A - какое-либо свойство газовой меси (плотность, молярная масса, газовая постоянная и т.д.)

Ai – значение этого свойства для i- того компонента смеси

ni – мольная доля i-того компонента (можно брать значения объемных долей)

4. Основное уравнение состояния для смеси идеальных газов:

mсм

pсм•Vсм = —— •R•T (6)

Мсм

где mсм – масса смеси, кг

Vсм - общий объем смеси, м

R – универсальная газовая постоянная

T – абсолютная температура смеси, К

Мсм - средняя (кажущаяся) молярная масса смеси, кг/моль