3 Газовые смеси
3.81 Определить массовый и объемный составы смеси водорода с азотом, если газовая постоянная ее равна R=922 Дж/(кг·К). Определить также парциальные давления компонентов, если абсолютное давление смеси р=0,2 МПа.
3.82 Смесь идеальных газов состоит из 15 кг СО2, 12 кг N2 и 3 кг О2. Объем смеси в начальном состоянии V1=20 м³, а давление р1=0,1 МПа. В результате адиабатного сжатия температура смеси возрастает до t2=327 ºC. Определить температуру смеси в начальном состоянии, объем и давление 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.
3.83 Смесь идеальных газов задана объемными долями: rN2=0,6, rCO2=0,2 и rO2=0,2. Общая масса смеси М=10 кг. Объем смеси в начальном состоянии V1=4 м³, температура t1=387 ºC. В результате адиабатного расширения смеси ее давление уменьшается до значения р2=0,1 МПа. Определить давление смеси в начальном состоянии, температуру и объем смеси в конечном состоянии, работу расширения и изменение внутренней энергии смеси. Считать, что теплоемкость газов на зависит от температуры и определяется по табл. 1 приложения. Определить парциальные давления газов, входящих в смесь, в конечном состоянии. Изобразить процесс в рυ- и Ts — диаграммах.
3.84 В баллоне емкостью V при температуре t и давлении p содержится газовая смесь, объемный состав которой следующий: RO2, RN2 и RCO2.
Определить массу газа. Исходные данные приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
| Последняя цифра шифра | р, кПа | t, ºC | V, м3 |
| 0 | 700 | 70 | 0,3 |
Таблица 2
| Предпоследняя цифра шифра | RO2 | RN2 | RCO2 |
| 0 | 30 | 30 | 40 |
Ответ: М = 2,62 кг.
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: МГУПП
3.85 Смесь идеальных газов заданного массового состава занимает объем V при постоянном абсолютном давлении p и температуре t. Требуется определить газовую постоянную смеси, среднюю молекулярную массу, массу смеси, объемный состав смеси, а также среднюю мольную, объемную и массовую теплоемкости смеси (при p=const) для интервала температур 0-t.
| Номер
варианта |
Массовый состав смеси, % | V, м3 | р, МПа | t, ºC | |||
| CO2 | H2O | N2 | O2 | ||||
| 0 | 18 | 1 | 65 | 16 | 2 | 1,0 | 200 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: МИИТ
Все задачи из: Драбкина Е.В. Основы теплотехники МИИТ 2012
3.86 Анализ продуктов сгорания топлива показал их следующий объемный состав: rCO2 = 12,2 %; rO2 = 7,1 %; rCO = 0,4 %; rN2 = 80,3 %. Определить массовый состав входящих в смесь газов.
3.87 Для сжигания в двигателе внутреннего сгорания водорода в количестве 1 кг требуется 34,8 кг воздуха. Абсолютное давление смеси в конце сжатия р=1,5 МПа. Молярная масса воздуха μв=28,97 кг/кмоль. Определить массовые и объемные доли, парциальные давления водорода и воздуха в горючей смеси, а также отношение их парциальных объемов.
3.88 Смесь идеальных газов состоит из 6 кг СО2, 4 кг О2 и 10 кг N2. Определить газовую постоянную смеси, молярную массу смеси и массовую изобарную теплоемкость смеси.
Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf
3.89 Смесь идеальных газов состоит из 30 кг СО2, 24 кг N2 и 6 кг О2. В начальном состоянии объем смеси V1=1,7 м³ и температура t1=330 °С. В результате адиабатного расширения температура газа уменьшается до t2=10 °С. Определить давление смеси в начальном состоянии, объем и давление в конечном состоянии, работу расширения 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.
3.90 Для заданного состава (табл. 1.2) сухих продуктов сгорания топлива (не содержащих водяные пары) найти кажущуюся молекулярную массу и газовую постоянную, парциальные давления каждого газа, а также удельный объем и плотность смеси при давлении pатм и температуре t.
Таблица 1.2 — Исходные данные
| Вариант | ратм, кПа | t, ºС | состав по объему, % | ||
| СО2 | О2 | N2 | |||
| 0 | 98 | 500 | 12,3 | 7,2 | 80,5 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ДВГУПС
