Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный технический университет им. H.Э.Баумана

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

DZ1-TD

.pdf

Скачиваний:

114

Добавлен:

10.02.2015

Размер:

561.18 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

в) для 7 кг смеси использовать изобарную среднюю массовую теплоемкость:


Q 7c p	t2	(t	2	t ) ;	кДж ;	(42)
	t		2	1
	1
При определении величин Q , Q ,			Q следует обратить внимание на знак: при нагрева-

нии эти величины будут положительны, а при охлаждении – отрицательны.

Приложение № 1

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Домашнее задание №1 по ТЕРМОДИНАМИКЕ

«Газовые смеси и теплоемкости»

Вариант: 30 Группа: Э5-51 Студент: Иванов И.И.

Преподаватель: Петров П.П.

Москва 2013 г.

ЗАДАНИЕ 1. ГАЗОВЫЕ СМЕСИ И ТЕПЛОЕМКОСТИ

Газовая смесь имеет следующий (1) процентный состав (2), давление смеси (4) в бар, объем смеси (5) м3, температура смеси (6) в о C.

(1 -7) - взять из прилагаемой таблицы №1 в соответствии с номером задания.

Требуется определить:

12.(3) состав смеси.

13.Газовые постоянные компонентов и смеси.

14.Среднюю (кажущуюся) молекулярную массу смеси через объемные и массовые до-

ли.

15.Парциальные давления компонентов через объемные и массовые доли, массу каждого компонента.

16.Массу смеси и компонентов.

17.Парциальные объемы и плотности компонентов.

18.Плотность компонентов и смеси при заданных условиях через объемные и массовые доли.

19.Плотность компонентов и смеси при нормальных условиях через объемные и массовые доли.

20.Истинные: мольную, объемную (для 1 нм3) и удельную (массовую) теплоемкости смеси при p = const и v = const для указанной в (6) температуры.

21.Средние: мольную, объемную и удельную (массовую) теплоемкости смеси при p = const и v = const для интервала температур (7).

22.Количество теплоты, необходимое для на нагревания (охлаждения) смеси при p = const двух молей, 5 м3 и 7 кг смеси в интервале температур, указанном в предыдущем пункте.

Вариант 30

Дано:

1. Смесь имеет следующий массовый состав:

Условие: Газовая смесь имеет следующий массовый состав:

CO2 = 18 %		gCO2 = 0,18
CO = 1 %		gCO = 0,01
N2 = 65 %		gN2		= 0,65
SO2	= 16 %	g	SO2	= 0,16
Всего.....100 %			Σgi = 1,0.
2. Объем смеси		V = 8 м3;
давление смеси		p = 0,12 МПа;
температура смеси		t = 1200 оC		(T = 1473 K).

3. Интервал температур, для которого определяется средняя температура теплоемкость смеси:

t1	= 850 оC	(T1	= 1123 K).
t2	= 350 оC	(T2	= 623 K).

Проверить правильность выписанных данных по составу газовой смеси:

i n

gi 18 1 65 16 100 % ;

i 1

1.Определить состав смеси:

Вначале определяются массовые доли компонентов – i, кг/кмоль:

(CO2 ) 12 16 2 44 ;

(CO) 12 16 28 ;

(N2 ) 14 2 28 ;

(SO2 ) 32 16 2 64 ;

Определение объемного состава смеси:

ri n ;

i 1

									18
rCO2									44			0,136 ;
rCO2			18				1			65	16	0,136 ;
	44				28					28	64
									1
rCO									28			0,012 ;
rCO	18				1					65	16	0,012 ;
	44				28					28	64
									65
rN2									28			0,77 ;
rN2				18				1		65	16	0,77 ;
	44				28					28	64
									16
rSO2									64			0,083 ;
rSO2		18				1				65	16	0,083 ;
	44				28					28	64

i n

ri 0,136 0,012 0,77 0,083 1 - верно.

i 1

2.Определение газовых постоянных компонентов и смеси:

R		8314	Äæ	,
	i	i	êã ãðàä
		i	êã ãðàä

R							8314

CO2			44

R					8314

CO			28

R				8314
	N
		2	28
RSO						8314

		2	64

Определение газовой постоянной смеси:

189	Äæ			;

		êã ãðàä
297	Äæ			;

		êã ãðàä
297	Äæ		;

	êã ãðàä
130	Äæ			;

		êã ãðàä

i n

R gi Ri ;

i 1

R0,18189 0,01 297 0,65 297 0,16 130 250,7

3.Определение средней молекулярной массы смеси:

а) через объемные доли:

i n

ri i ;

i 1

Дж ; кг град

0,136 44 0,012 28 0,770 28 0,083 64 33,16				кг	;

				кмоль
б) через массовые доли:
	1		;

	i n
		g
		i
		i
	i 1

				1				33,16	кг	;

	0,18		0,01		0,65		0,16		кмоль
44					28				кмоль
44		28			28	64

Проверить правильность найденного значения:

8314 ;

8314	33,16	кг	- верно.

250,770		кмоль

5. Определение парциальных давлений компонентов:

а) через объемные доли:

pi p ri ;

				pCO		2	1,2 0,136							0,163 бар ;
						2
				pCO 1,2 0,012									0,014					бар ;
				pN	2		1,2 0,770						0,924					бар ;
				pSO			1,2 0,083						0,099					бар ;
					2
Проверить вычисления:
Проверить вычисления:
							i n
							pi p ;
							i 1
i n
pi	0,163			0,014 0,924									0,099				1,2		бар - верно;
i 1
б) через массовые доли:
							p p g								Ri	;
							p p g									;
							i							i	R
	p			1,2 0,18							188,955					0,163 бар ;
	p	CO		1,2 0,18												0,163 бар ;
		CO						250,770
			2

	p			1,2 0,01						296,929						0,014			бар ;
	p		CO	1,2 0,01												0,014			бар ;
			CO					250,770
								250,770
	p			1,2 0,65					296,929							0,924			бар ;
	p		N	1,2 0,65												0,924			бар ;
			N					250,770
			2

	pSO			1,2 0,16								129,906				0,099			бар ;
	pSO			1,2 0,16												0,099			бар ;
			2					250,770
								250,770

Проверить вычисления:

i n

pi p ;

i 1

i n
pi	0,163	0,014	0,924	0,099	1,2 бар - верно;

i 1

6.Определение массы смеси:

				m		p V			;
				m		R T			;
						R T
	T 1200 273 1473 К ;
				p 1,2 10 5					Па ;
	m			1,2 10 5 8				2,599		кг ;
	m			250,770	1473			2,599		кг ;
7. Определение массы компонентов:
				mi	m gi ;
	mCO		2	2,599	0,18			0,468		кг ;
	mCO 2,599				0,01 0,026					кг ;
	mN	2		2,599	0,65 1,689					кг ;
	mNO		2	2,599	0,16			0,416		кг ;
Проверить вычисления:
				i n
				mi			m ;
				i 1
i n
mi	0,468 0,026 1,689						0,416 2,599 кг - верно;

i 1

8.Определение парциальных объемы компонентов:

Vi V ri ;

V	CO		8 0,136	1,085	м3 ;
		2
V		CO	8 0,012	0,095	м3 ;
		CO
V		N	8 0,770	6,157	м3 ;
		2
VSO			8 0,083	0,663	м3 ;
		2

Проверить вычисления:

i n

Vi V ;

i 1

i n

Vi 1,085 0,095 6,157 0,663 8 м3 - верно;

i 1

9.Определение парциальной плотности компонентов (при pi и T):

					mi	;
						;
		i			V
					V
		0,468		0,058				кг					;
				0,058						3			;
CO2	8							м		3
	8							м
	0,026		0,003				кг				;
			0,003								;
CO	8							м 3
	8							м 3
		1,689	0,211				кг				;
			0,211						3		;
N2	8						м		3
	8						м
	0,416				0,052			кг				;
					0,052			м 3				;
SO2	8							м 3

10. Определение плотности компонентов при заданных условиях (при p и T):

					i			mi
					i			Vi
								Vi
					0,468		0,431		кг				;
	CO2						0,431				3		;
	CO2	1,085							м		3
		1,085							м
				0,026			0,274		кг			;
	CO	0,095							м 3
		0,095							м 3
			1,689			0,274			кг				;
	N2					0,274					3		;
	N2	6,157							м		3
		6,157							м
SO		0,4158						0,627		кг				;
SO		0,663						0,627		м 3				;
	2	0,663								м 3

11. Определение плотности смеси при заданных условиях (при p и T):

а) через объемные доли:

ri i ;

i 1

0,136 0,431 0,012 0,274 0,770 0,274 0,083 0,627 0,325 мкг3 ;i n

б) через массовые доли:

					1			;

					i n
							g
							i
						i
					i 1
			1						0,325	кг	;
0,18		0,01		0,65			0,16		0,325	м 3	;
0,18		0,01		0,65			0,16			м 3
0,431	0,274			0,274		0,627

в) через парциальной плотности компонентов (при pi и T):

i n

i ;

i 1

0,058 0,003 0,211 0,052 0,325							кг	;
0,058 0,003 0,211 0,052 0,325							м 3	;
							м 3
Произвести проверку:
			m	;
			V	;
			V
	2,599	0,325			кг	- верно;
	8	0,325			м 3	- верно;
	8				м 3

12. Определение плотности компонентов при нормальных физических условиях

( p	0	1,013 бар и t	0	0 C ):
	0		0
								iн				i	;
								iн			22,4		;
											22,4
										44		1,964			кг				;
					CO2н			22,4				1,964			м		3		;
					CO2н												3

									28			1,250			кг			;
						COн		22,4				1,250			м 3			;
						COн

									28		1,250				кг			;
						N2	н	22,4			1,250			м		3		;
						N2	н									3

SO2н 22,464 2,857 мкг3 ;

13.Определение плотности смеси при нормальных физических условиях ( p0 1,013 бар и

t0 0 C ):

а) через объемные доли:

										i n
							н ri iн										;
										i 1
		0,136 1,964 0,012			1,250 0,770								1,250 0,083 2,857									1,480	кг	;
	н	0,136 1,964 0,012			1,250 0,770								1,250 0,083 2,857									1,480		;
	н																						м 3
																							м 3
б) через массовые доли:
								1
							н									;
							н				i n					;
													g
															i
												iн
											i 1
							1											1,480		кг	;
			н															1,480			;
			н	0,18		0,01			0,65					0,16						м 3
				0,18		0,01			0,65					0,16
				1,964		1,250		1,250					2,857
				1,964		1,250		1,250					2,857
Произвести проверку:
										T					1,013				;
						н		273								p
								273								p

	0,325	1473		1,013	1,480	кг	;
	273		1,2			м 3
14. Определение истинных теплоемкостей смеси при заданной температуре
t = 1200 оC	(T = 1473 K):
а) мольная теплоемкость при постоянном давлении:
			i n
	c p ri c pi ;
			i 1
где cp и cpi	- истинные мольные теплоемкостей смеси и компонентов при p = const, ко-

торые необходимо взять из любого термодинамического справочника, например [3], или

таблица №2:

Истинные теплоемкости компонентов при заданной температуре t = 1200 оC:

cp CO

= 58,07

кДж

кмоль град

= 35,14

кДж

кмоль град

c p

= 34,61

кДж

кмоль град

cp SO

= 56,06

кДж

кмоль град

i n

c p

ri c pi

= rCO

сp

rCO cpCO rN

cpN

rSO

cpSO

i 1

c p

0,136 58,070

0,012 35,140

0,770 34,610

0,083

56,060

39,576

кДж

;

кмоль град

Используя уравнение Майера, определить мольную теплоемкость при v = const:

		cv c p	8,314 ;
cv	39,576	8,314	31,262	кДж	;

				кмоль град

б) объемная теплоемкость при постоянном давлении:

			C			c p	;
			C	p			;
				p	22,4
					22,4
C			39,576		1,767			кДж	;
C	p				1,767			м3 град	;
	p	22,4
		22,4

объемная теплоемкость при постоянном объеме:

			C			cv	;
			C	v			;
				v	22,4
					22,4
C			31,262		1,396			кДж	;
C	v				1,396			м3 град	;
	v	22,4
		22,4

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
01.05.202569.42 Mб1DUS_teoreticheskaya_chast.doc
#
09.02.2015100.86 Кб22DZ-2013.doc
#
01.03.2025862.72 Кб1DZ-IU9.DOC
#
09.02.2015802.82 Кб12DZ.doc
#
01.03.2025142.35 Кб2dz.docx
#
10.02.2015561.18 Кб114DZ1-TD.pdf
#
09.02.2015629.73 Кб12DZ2_LSK_14.pdf
#
09.02.2015124.93 Кб75dz3 m3.doc
#
09.02.2015335.9 Кб33DZ3-TD.pdf
#
07.09.2019198.66 Кб13dz3_061.doc
#
01.07.20255.85 Mб3DZDPSS_Nikitenko.docx