9. Определить удельный объем газообразных продуктов сгорания химического топлива.

Для реакции

CH₄+2O₂ →CO₂+ 2H₂O

V_удел =22,4*(1+2)*1000/(1*16+2*32)= 840 (л/кг)

10. Рассчитать процентное содержание составных частей продуктов сгорания химического топлива.

V_{(продуктов реакции)} =0,042 л

V _CO2= 0,014 л

V _H2O = 0,028 л

v_{% со2} = 0,014*100/0,042 л = 33%

v_{% н2о} = 0,028*100/0,042 л =67%

11.Определить теоретическую температуру (пирометрический эффект) процесса горения.

Т_мах = -_Qн /(С_со2 /(3*М_со2 )+2*С_н2о /(3*М_н2о) )=

=15775,325/(36,62/(3*44)+2*33,54/(3*18))=10363.35(К)

12 Определить кпд топлива.

КПД = _Qн*100/_Qв = -15775,325 *100/-16048,25 =98.3 %

13. Рассчитать теоретическую скорость истечения газов.

Wt = 91,5*√|Q_н |=91,5*√ 15775,325 =11492,4 (м/с)

14. Рассчитать удельную тягу

Rуд = √(Wt /g) = (91,5*√Q_н )/g =9,33 *√Q_н =9,33* √ 15775,325= 1171,8 (кг/(кг/с))

II. Дать полную характеристику: горючего, окислителя, продуктов сгорания (химический состав, основные физические свойства, энергохимические характеристики, токсичность).

Метан

Строение. Метан CH₄ - простейший углеводород.

Физические свойства. Бесцветный газ без запаха, малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа», накапливаясь в большом объеме, в закрытом помещении он ядовит и взрывоопасен.

Энергохимические характеристики. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184С (при нормальном давлении).

Токсичность. В небольших количествах метан не токсичен и не опасен для здоровья человека. Но накапливаясь в большом объеме, в закрытом помещении он ядовит и взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа.

Кислород

Строение. Простое вещество кислород состоит из неполярных молекул О₂ (дикислород) с σ,π-связью, устойчивая аллотропная форма существования элемента в свободном виде.

Физические свойства.

Бесцветный газ, в жидком состоянии - светло-голубой, в твердом - синий.

Составная часть воздуха: 20,94% по объему, 23,13% по массе. Из жидкого воздуха кислород выкипает после азота N₂.

На воздухе поддерживает горение многих веществ.

Малорастворим в воде (31 мл/ 1 л Н₂О при 20 °С), но несколько лучше, чем N₂.

Углекислый газ

Строение. Углекислый газ CO₂ (Оксид углерода IV) состоит из двух атомов кислорода и одного атома углерода.

Физические свойства. Углекислый газ CO₂ - газ без цвета и запаха, не поддерживающий дыхание и горения, тяжелее воздуха. Он растворим в воде (88 объемов CO₂ в 100 объемов воды при 20^оС).

При большой концентрации токсичен для людей и животных. При его концентрации в воздухе до 3 % у человека наблюдается учащенное дыхание, более 10% - потеря сознания и даже смерть.

Энергохимические характеристики. При обычных давлениях углекислый газ переходит в газообразное состояние, минуя жидкое. При обычной температуре под давлением 60 атм. переходит в жидкое состояние.

Углекислый газ способствует возникновению парникового эффекта. Он обусловлен способностью молекул CO₂ поглощать инфракрасную радиацию Земли и излучать ее обратно, вызывая тем самым повышение температуры приземных слоев атмосферы.

Вода

Строение. Молекула воды H₂O состоит из из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Молекула имеет угловую форму, Валентный угол составляет 104,5⁰

Физические свойства. Вода H₂O - жидкость без цвета и запаха.

Энергохимические характеристики. Вода характеризуется высокой температурой кипения и плавления, большой плотностью льда по сравнению с жидкой водой.