3 Газовые смеси
3.101 Найти удельный объем и плотность газовой смеси при температуре 20 ºС, если объемный состав смеси следующий: СО2=12,0 %, СО=1,0 %, Н2О=6,0 %, О2=7,0 %, N2=74,0 %. Давление смеси равно 100 кПа.
3.102 Смесь, состоящая из М1 киломолей углекислого газа и М2 киломолей окиси углерода с начальными параметрами р1 = 5 МПа и Т1 = 2000 К, расширяется до конечного объема V2 = εV1. Расширение осуществляется по изотерме, по адиабате, по политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, её массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту процесса, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рV- и Ts- диаграммах.
Таблица 1
| Вариант | М1 | М2 | ε=V2/V1 | n |
| кмоль | ||||
| 23 | 0,4 | 0,6 | 16 | 1,27 |
Указания. Показатель адиабаты, а следовательно, изохорную и изобарную теплоёмкости принять независящими от температуры.
Ответить на вопросы.
1. Как зависит работа от показателя политропы и почему?
2. Как изменятся (численно) результаты расчётов адиабатного процесса, если учесть, что показатель адиабаты зависит от температуры?
Все задачи из: Марченкова С. Г. Теплотехника СФУ Красноярск 2017
3.103 1 кг воздуха состоит из 23,2 мас. ч. кислорода и 76,8 мас. ч. азота. Определить объемный состав воздуха, среднюю молекулярную массу, газовую постоянную, а также парциальные давления кислорода и азота в мегапаскалях, если барометрическое давление равно В=0,1 МПа.
3.104 Определить плотность и среднюю молекулярную массу природного газа Дашавского месторождения при нормальных условиях, имеющего следующий процентный состав по объему: CO2 — 0,05%; N2 — 1,3%; CH4 — 97,8%; C2H6 — 0,5%; C3H8 — 0,2%; C4H10 — 0,1%; C5H12 — 0,05%.
Все задачи из: Гидромеханика СГГА
3.105 Расчет газовой смеси
Газовая смесь состоит из нескольких компонентов, содержание которых в смеси задано в процентах по объему (таблица 1).
Определить:
1. Кажущуюся молекулярную массу смеси;
2. Газовую постоянную смеси;
3. Среднюю мольную и объемную и массовую теплоемкости смеси при постоянном давлении в пределах температур от t1 до t2 (таблица 2).
Вопросы:
1. Что называется газовой постоянной? Как определяется универсальная газовая постоянная? Единицы измерения.
2. Что представляет собой мольная теплоемкость газа? Единицы измерения.
3. Что представляет собой массовая теплоемкость газа?
Таблица 1 и 2
| Вариант | Компоненты смеси,
% по объему |
Температура смеси: | |||
| CO2 | N2 | СО | Начальная t1, ºС | Конечная t2, ºС | |
| 00 | 18 | 72 | 10 | 200 | 1100 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КГАСУ
Все задачи из: Медведева Г.А. Техническая термодинамика КГАСУ 2014
3.106 Определить газовую постоянную, среднюю (кажущуюся) молекулярную массу смеси идеальных газов, если ее массовый состав следующий, %: СО2 18; О2 12; N2 70. Определить также удельный объем и плотность смеси при абсолютном давлении р1=0,1 МПа и температуре t1. Найти среднюю массовую теплоемкость смеси при постоянном давлении в интервале температур t1 и t2.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | t1, ºС | t2, ºС |
| 0 | 100 | 409 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ИрГУПС
3.107 Определить газовую постоянную, среднюю (кажущуюся) молекулярную массу смеси идеальных газов, если ее массовый состав следующий, %: СО2 18; О2 12; N2 70. Определить также удельный объем и плотность смеси при абсолютном давлении р1=0,1 МПа и температуре t1. Найти среднюю массовую теплоемкость смеси при постоянном давлении в интервале температур t1 и t2.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | t1, ºС | t2, ºС |
| 1 | 100 | 400 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
3.108 Газовая смесь имеет следующий состав по объему: 20% Н2О; 35% СО2 и 45% N2.
Определить количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кг смеси при постоянном объеме от 200 ºC до 400 ºC.
3.109 В цилиндр газового двигателя засасывается газовая смесь, состоящая из 20 массовых долей воздуха и одной доли коксового газа.
Найти плотность и удельный объем смеси при нормальных условиях, а также парциальное давление воздуха в смеси (данные о коксовом газе приведены в табл. IV, см. приложения).
Ответ: ρ=1,2 кг/м³, υнсм=0,833 м³/кг, рвозд=0,844 р.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
3.110 В резервуаре емкостью 125 м³ находится коксовый газ при давлении р=0,5 МПа и температуре t=18 ºС. Объемный состав газа следующий: rH2=0,46; rCH4=0,32; rCO=0,15; rN2=0,07. После израсходования некоторого количества газа давление его понизилось до 0,3 МПа, а температура – до 12 ºС.
Определить массу израсходованного коксового газа.
Ответ: М=123 кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
