4.5. Примеры решения задач

Пример 4.1

Найти газовую постоянную смеси, состоящей из азота с приведенным объемом 0,4 м3 и кислорода с приведенным объемом 0,2 м3.

Решение

Общий объем смеси:

 = 0,4 + 0,2 = 0,6 м3.

Объемные (или молярные) доли компонентов:

 = 0,2/0,6 = 0,333;

 = 0,4/0,6 = 0,667.

Молярная масса смеси:

 = 0,333 · 32·10-3 + 0,667 · 28,01·10-3 = 29,34·10-3 кг/моль

Газовая постоянная смеси:

 = 8,314 / 29,34·10-3 = 283 Дж/(кг·К)

Пример 4.2

Найти парциальное давление азота и кислорода газовой смеси, состоящей из азота с приведенным объемом 0,4 м3 и кислорода с приведенным объемом 0,2 м3. Давление смеси равно 0,1 МПа.

Решение

Парциальное давление компонентов равно:

= 0,333·0,1 = 33,3 кПа,

= 0,667·0,1 = 66,7 кПа.

Пример 4.3.

Продукты сгорания топлива массой 1 кг имеют следующий молярный состав: пары воды  = 60,3; углекислый газ  = 73,9; азот  = 849,5; кислород  = 132,2. Найти массу и молярную массу смеси.

Решение

Число молей продуктов сгорания:

 = 60,3 + 73,9 + 123,3 + 849,5 = 1106,9 моль.

Молярные доли компонентов:

 = 60,3 / 1106,9 = 0,0544;

 = 73,9 / 1106,9 = 0,0667;

 = 123,2 / 1106,9 = 0,1113;

 = 849,5 / 1106,9 = 0,7676.

Молярная масса смеси:

;

М = 0,0554 · 18,02·10-3 + 0,0667 · 44,01·10-3 + 0,1113 · 32·10-3 + 0,7676 · 28,04·10-3 =

= 28,04·10-3 кг/моль

Масса смеси:

= 28,04·10-3 · 1106,9 = 31,04 кг