3 Газовые смеси
3.31 Смесь газов состоит из водорода и воздуха. Массовая доля водорода равна mH2. Определить газовую постоянную смеси и ее удельный объем при нормальных условиях.
| Номер варианта | mH2, % |
| 1 | 6,08 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
Все задачи из: Павлов Ю.Н. Основы гидравлики и теплотехники МИИТ 2013
3.32 Генераторный газ имеет следующий объемный состав: H2=8,3%; CH4=3,6%; CO=25,4%; CO2=6,7%; N2=56%.
Определить массовые доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при температуре газа 18 ºC и давлении 0,12 МПа.
3.33 Смесь состоящая из m1, кг азота и m2, кг водорода, имея начальные параметры: давление р1=5 МПа и температуру t1=27 ºC, расширяется при постоянном давлении до объема V2=ρV1, затем смесь расширяется в политропном процессе с показателем политропы n, V3=δV2.
Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объем V1, плотность при нормальных условиях, параметры смеси в состояниях 2 и 3, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, количества теплоты и работы расширения процессов 1-2 и 2-3. Изобразить процессы в pυ- и Ts — диаграммах, нанести также изотерму и адиабату расширения, проходящие через точку 2.
Данные для решения задачи выбрать из таблицы 1.
Таблица 1
| Вариант | m1, кг | m2, кг | ρ=V2/V1 | n | δ=V3/V2 |
| 1 | 3 | 17 | 4,0 | 1,25 | 11 |
Примечание: Теплоемкость газов N2 и H2 принять зависящими от температуры, их численные значения выбрать из таблицы в приложении.
Варианты задачи: 2, 3, 6, 8, 9, 0.
3.34 В газовой смеси содержится аммиак (NH3) и азот (N2), парциальные объемы компонентов одинаковы. Чему равна газовая постоянная смеси (R, Дж/(кг·К))?
3.35 В сосуде находится смесь воздуха и углекислоты. Объем сосуда V, м³, количество воздуха М1, кг, углекислоты М2, кг, температура смеси tсм, ºС.
Найдите парциальные давления компонентов pi, газовую постоянную смеси Rсм, давление смеси р.
Таблица 1
| Вариант | V, м3 | М1, кг | М2, кг | tсм, ºС |
| 1 | 0,4 | 5 | 3 | 27 |
Варианты задачи: 4, 6, 7, 13, 15.
Все задачи из: Гончарова Н.В. Основы термодинамики 2013
3.36 Смесь идеальных газов задана объемными долями: rCO2 = 0,3, rN2 = 0,25, rO2 = 0,45. Общая масса смеси М = 20 кг. Параметры смеси в начальном состоянии: р1 = 0,1 МПа t1 = 40 ºС. В результате адиабатного сжатия объем смеси уменьшается до значения V2 = 7 м³. Определить объем смеси в начальном состоянии, давление и температуру смеси в конечном состоянии, работу сжатия и изменение внутренней энергии смеси. Считать, что теплоемкость газов не зависит от температуры и определяется по табл. 1 приложения. Определить парциальные давления газов, входящих в смесь, в конечном состоянии. Изобразить процесс в pυ— и Ts – диаграммах.
3.37 Смесь идеальных газов заданного массового состава (см. задачу №2) расширяется при постоянной температуре t = 127 ºC так, что отношение конечного объема к начальному равно ε. Определить газовую постоянную, конечные параметры смеси p2 и V2, работу расширения, количество теплоты и изменение удельной энтропии в процессе. Для смеси заданы масса G и начальное абсолютное давление p1. Процесс изобразить в pV- и Ts- диаграммах.
Таблица 1 — Числовые данные к задачам 2.1. Термодинамика
| Предпоследняя цифра учебного шифра 1 | ||||||
| ε | G, кг | р1, МПа | Массовый состав смеси, | |||
| СО2 | H2O | N2 | О2 | |||
| 6 | 20 | 0,6 | 18 | 1 | 65 | 16 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
3.38 (Вариант 00) Для газовой смеси, имеющей определенный объем каждого компонента определить:
— объемный состав смеси;
— массовый состав смеси;
— удельные газовые постоянные компонентов и смеси;
— кажущуюся молекулярную массу смеси;
— массы и парциальные давления компонентов, при давлении смеси (рсм, МПа), объеме смеси (м³) и температуре (tсм);
— плотность и удельный объем компонентов и смеси при заданных и нормальных физических условиях;
— средние теплоемкости смеси (массовую и объемную) при p=const и V=const;
— затрату теплоты на нагревание (охлаждение) смеси до t2 при p=const и при V=const.
Исходные данные взять из таблиц 1 и 2. Значения теплоемкостей в зависимости от температуры представлены в приложении Б.
Таблица 1
| Объем компонента, м3 |
Температура, ºС | Давление смеси, рсм, МПа | ||||
| N2 | H2 | CO2 | H2O | t1 | t2 | |
| 7 | 10 | 8 | 15 | 150 | 600 | 0,20 |
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: УГНТУ
3.39 Газовая смесь, имеющая следующий массовый состав: СО2=14%; О2=6%; N2=75%; H2O=5%, нагревается при постоянном давлении от t1=600 ºC до t2=2000 ºC.
Определить количество теплоты, подведенной к 1 кг газовой смеси. Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.
3.40 Емкость разделена перегородкой на две полости. С одной стороны перегородки азот при pN2, tN2, VN2, а с другой стороны кислород при pO2, tO2, VO2.
Определить массовый состав смеси, газовую постоянную смеси и температуру смеси после удаления перегородки.
Таблица 1 — Данные к задаче
| Вариант 1 | |||||
| р1, МПа | t1, ºС | V1, м3 | р2, МПа | t2, ºС | V2, м3 |
| 1,5 | 27 | 0,8 | 0,3 | 10 | 0,1 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
ВУЗ: Газпром Техникум Новый Уренгой
Все задачи из: Термодинамика Газпром техникум Новый Уренгой 2018
