2 Równanie Clapeyrona, mieszaniny.pdf

ZADANIA Z TERMODYNAMIKI I

Zestaw I.2

1. CiĻnienie absolutne 50 kg azotu zawartego w zbiorniku o objħtoĻci V = 2 m 3 wynosi

p = 2,2 MPa. Do jakiej temperatury T k moŇna podgrzaę azot, by nie zadziaþaþ zawr

bezpieczeıstwa ustawiony na rŇnicħ ciĻnieı Șp = 6,3 MPa. CiĻnienie otoczenia

p o = 752 Tr.

Odp: do T k 862,51 K.

2. Zbiornik o objħtoĻci V = 50 l podzielono na poþowħ pþprzepuszczalnĢ przegrodĢ. W

jednej czħĻci umieszczono m 1 = 10 g wodoru i m 2 = 25 g helu. Przez przegrodħ

dyfunduje tylko wodr. W czasie procesu temperatura gazu jest staþa i wynosi t = 220 0

F. PrzyjmujĢc, Ňe gazy te moŇna traktowaę jako doskonaþe okreĻlię ciĻnienie panujĢce

w obydwu poþwkach zbiornika.

Odp; p I = 313937 Pa, p II = 1098578 Pa.

3. W zbiorniku pod ciĻnieniem p 1 = 1 MPa, znajduje siħ gaz doskonaþy o temperaturze

T 1 = 440 K. Po wypuszczeniu Șn = 0,8 kmol gazu, jego paramery w zbiorniku

wynosiþy:

p 2 = 400 kPa, T 2 = 330 K. JakĢ objħtoĻę V ma zbiornik?

Odp: V = 6,27 m 3 .

4. W zbiorniku znajduje siħ hel He o masie m 1 = 2 kg i parametrach poczĢtkowych

p m1 = 10 kPa, T 1 = 300 K. Do zbiornika doprowadzono dodatkowo pewnĢ iloĻę helu,

wskutek czego parametry zmieniþy siħ na p m2 = 190 kPa, T 2 = 400 K. CiĻnienie

otoczenia wynosi p o = 98,5 kPa. Obliczyę iloĻę kmoli n d doprowadzonego gazu, jego

masħ m d oraz objħtoĻę V zbiornika.

Odp: n d = 0,497 kmol, m d = 1,99 kg, V = 11,5 m 3 .

5. SprħŇarka napeþnia zbiornik powietrzem w ciĢgu 46 min. ObjħtoĻę zbiornika

V = 56 m 3 , temperatura powietrza przed napeþnieniem T 1 = 258 K, po napeþnieniu

T 2 = 298 K. CiĻnienie gazu zmienia siħ od barometrycznego p o = 750 mm Hg do

p 2 = 0,7 MPa. OkreĻlię wydajnoĻę sprħŇarki w warunkach normalnych.

Odp: Șn = 0,005 kmol/s, ȘVn = 0,107 m 3 n/s.

6. Zbiornik o objħtoĻci V = 10 m 3 naleŇy napeþnię powietrzem pod ciĻnieniem

p z2 = 1,1 MPa o temperaturze T z2 = 293 K. Do tego celu uŇywa siħ sprħŇarki

zasysajĢcej w ciĢgu 1 minuty 5 m 3 powietrza o parametrach po = 760 mm Hg i

To = 285 K. Po jakim czasie Șŏ zbiornik zostanie napeþniony, jeŇeli przed

napeþnieniem gaz w zbiorniku miaþ ciĻnienie p z1 = 14 psi i temperaturħ t z1 = 53 0 F.

Odp: ŏ = 1153 s.

7. Do zbiornika, w ktrym znajduje siħ n 1 = 2 kmol azotu N 2 pod ciĻnieniem

p 1 = 0,2 MPa wpuszczono V n = 40 m 3 n tlenu O 2 . PrzyjmujĢc, Ňe temperatura gazw

w zbiorniku nie zmieniþa siħ, okreĻlię ciĻnienie p 2 w stanie koıcowym oraz skþad

objħtoĻciowy roztworu.

Odp: p 2 = 378,5 kPa, r N2 = 0,528, r O2 = 0,472.

8. W zbiorniku znajduje siħ roztwr gazowy wodoru H 2 i dwutlenku wħgla CO 2

o skþadzie masowym g H2 = 0,35 i g CO2 = 0,65 pod ciĻnieniem p 1 = 0,5 MPa i o

temperaturze T 1 = 373 K. Do zbiornika wtþoczono Șn = 2 kmol N 2 , co spowodowaþo

wzrost ciĻnienia o Șp = 300 kPa i temperatury o 50 K. Obliczyę masħ wodoru m 1 i

dwutlenku wħgla m 2 , objħtoĻę V zbiornika i ciĻnienia czĢstkowe gazw.

Odp: m 1 = 8,98 kg, m 2 = 16,62 kg, V = 30,2 m 3 , p H2 = 523 kPa, p CO2 = 44 kPa,

p N2 = 233 kPa.

9. Roztwr gazw doskonaþych: azotu N 2 i metanu CH 4 ma għstoĻę masy Ⱦ = 1,75 kg/m 3

przy parametrach p = 200 kPa oraz T = 350 K. Obliczyę objħtoĻciowe, molowe i

masowe udziaþy skþadnikw roztworu.

Odp: r N2 = 0,789, r CH4 = 0,211, g N2 = 0,876, g CH4 = 0,134.

10. Przez kanaþ spalinowy przepþywajĢ spaliny o nastħpujĢcym skþadzie objħtoĻciowym:

r CO2 = 0,12, r N2 = 0,79, r O2 = 0,09. Obliczyę għstoĻę Ⱦ sp spalin oraz powierzchniħ A

przekroju poprzecznego kanaþu majĢc dane n sp = 4 kmol/min, p Ļr = 110 kPa,

T Ļr = 580 K, w Ļr = 5 m/s.

Odp: Ⱦ sp = 0,69 kg/m 3 , A = 0,58 m 2 .

11. W normalnych warunkach fizycznych zmieszano n 1 = 0,04 kmol tlenku wħgla CO,

V n = 0,98 m 3 n wodoru H 2 , oraz takĢ iloĻę azotu N 2 , Ňe jego udziaþ objħtoĻciowy r N2 =

0,07. Jakie ciĻnienie p 2 osiĢgnie roztwr gazw w temperaturze T 2 = 500K, jeŇeli jego

objħtoĻę w tych warunkach wynosi V 2 = 2m 3 .

Odp: p 2 = 187 kPa.

12. Zbiornik o objħtoĻci V = 3000 l zawiera przy nadciĻnieniu p n = 500 kPa roztwr

gazw skþadajĢcy siħ z n 1 = 0,3 kmol azotu N 2 , m 2 = 1,1 kg tlenu O 2 i takiej iloĻci

dwutlenku wħgla C O2 , Ňe jego udziaþ masowy wynosi g CO2 = 0,14. CiĻnienie otoczenia

p o = 980mbar. Obliczyę temperaturħ roztworu oraz ciĻnienia czĢstkowe jego

skþadnikw.

Odp: T = 584 K, p O2 = 55,4 kPa, p N2 = 483,3 kPa, p CO2 = 57,2 kPa.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: