Розділ 2

 

Задачі рівня складності A

Чому дорівнює масова ізохорна теплоємність повітря у випадку незалежності її від температури?

Cv=R/(k-1)= 955.63 Дж/кгК

 

Чому дорівнює теплоємність повітря при сталому об’ємі?

масова ізобарна теплоємність повітря Сpm=22.4C¢pm/m кДж/(кг×К)

Середня мольна ізобарна теплоємність повітря Сmpm=22.4C'pm кДж/ (кмоль×К)

 

Наскільки відрізняється теплоємність при сталому тиску від теплоємності при сталому об’ємі для аміаку?

Cp = Cv + R R(NH3)=489 Cp = 489Cv

 

Для яких із названих газів залежність теплоємності від температури зображується лінією 1-2.

Для двохатомних газів (Cx=C۫x+a+bT)

 

В якому термодинамічному процесі з участю ідеального газу теплоємність дорівнює нулю?

При політропному процесі, але тільки якщо n=K

 

Чому дорівнює газова стала суміші з таким масовим складом ?

µсум=1/∑(gi/µi)=29.41 R=Rµ/µ=289.7

 

Яке рівняння найточніше опише залежність теплоємності від температури для NH₃ в інтервалі температур 0-1000 ⁰С?

x= x+a+bT

 

Як зміниться показник адіабати при збільшенні атомності газу?

Спаде K=1.3 для багатоатомних

 

Як можна обчислити масову теплоємність ідеального газу при сталому тиску нехтуючи залежністю її від температури?

Cx=δQ/mdT - масова теплоємніть

 

Від 5 кг газу відведено 5 кДж теплоти. На скільки змінилась температура газу, якщо його середня теплоємність 0,5 кДж/ (кг×К)?

Cx=δQ/mdT dT= δQ/Cxm= 2 K

 

Визначити питомий об’єм суміші за нормальних фізичних умов, якщо заданий її масовий склад: 7 % N₂; 8 % Н₂; 70 % СН₄; 5 % СО; і 10 % СО₂.

υ = 22.4/µ = 22.4/11.074= 2.0227

 

Генераторний газ має наступний масовий склад: Н₂ = 7,0 %; СН₄ = 2,0 %; СО = 27,6 %; СО₂ = 4,8 %; N₂ = 58,6 %. Визначити молекулярну масу суміші.

µсум=1/∑(gi/µi)= 14.7 кг/кмоль

 

Повітря має такий об’ємний склад: 20,9 % кисню, 79,1 % азоту. Обчислити густину повітря за нормальних умов.

µсум=∑(ri*µi) = 28.836 кг/кмоль ρ = = 1.287

 

Обчислити молярну масу суміші яка складається із 5 кг СО₂ і 3 кг Н₂О.

µсум=1/∑(gi/µi)= 28.57 кг/кмоль

 

Обчислити питому газову сталу суміші, яка складається із азоту з парціальним об’ємом 0,4 м³ і кисню, парціальний об’єм якого 0,2 м³.

μі /μсум=Rсум/Rі μсум=μ1r1+μ2r2+...=29.3 Rсум = 283.75

 

Визначити молярну масу сухого повітря, якщо відомий його об’ємний склад – 21 % O₂ і 79 % N₂.

μпов=μ1r1+μ2r2+...= 28.84

 

Чому дорівнює сума парціальних об’ємів газової суміші?

Дорівнює обєму самої газової суміші (Vсум)

 

Перелічіть види теплоємності в залежності від температури

Середня і істинна

 

Назвіть види теплоємності в залежності від термодинамічного процесу

Ізобарна Cp та ізохорна Cv

 

Задачі рівня складності B

 

У скільки разів теплоємність при сталому тиску більша за теплоємність при сталому об’ємі для кисню?

Більша на 259.8 (Cp = Cv + R)

 

Чому дорівнює молярна маса газової суміші з таким об’ємним складом ?

µсум=∑(ri*µi) = 29.736 кг/кмоль

 

До газової суміші входить 11,1 %мас. водню і 89,9 %мас. кисню. Який її об’ємний склад?

µсум=1/∑(gi/µi)= 11.96 кг/кмоль ri=gi µсум/ µi r1= 66.4 %; r2 = 33.6 %

 

Визначити питому газову сталу гримучого газу, який складається із 11,1 %мас. водню і 89,9 %мас. кисню:

µсум=1/∑(gi/µi)= 11.96 кг/кмоль

 

Визначити густину газової суміші за норм. умов з таким об’ємним складом

ρ = = 0.629 µсум=∑(ri*µi) = 14.09 кг/кмоль

 

Генераторний газ має наступний об’ємний склад, % об.: Н₂ = 5,0; СН₄ = 3,0; СО = 28,6; СО₂ = 5,8; N₂ = 57,6. Визначити масову частку СО:

g(CO)=µi*ri/µсум = 0.29 µсум=∑(ri*µi) = 27.268 кг/кмоль

 

Об’ємний склад сухих продуктів згоряння палива (які не вміщують водяних парів) наступний СО₂ =12,3%; О₂ =7,2%; N₂ =80,5%. Визначити їх густину за нормальних умов.

ρ = = 1.35

 

Аналіз продуктів згоряння палива показав наступний їх об’ємний склад: . Визначити масовий відсоток азоту.

g(N2)=µi*ri/µсум = 0.74

 

Визначити газову постійну суміші, якщо об’ємний склад суміші наступний СО₂ =12 %; СО =1 %; N₂ = 74 %; Н₂ = 13 %.

µсум=∑(ri*µi) = 26.54 кг/кмоль

 

Визначити молярну частку водяної пари, якщо масовий склад суміші наступний: СО₂ = 12 %; СО = 1 %; Н₂О = 6 %; О₂ = 7 %; Н₂ = 74 %.

µсум=1/∑(gi/µi)= 2.642 кг/кмоль y1=g1µсум/ µ1= 8.807 %

 

Аналіз продуктів згоряння палива показав наступний їх об’ємний склад: . Визначити масову частку кисню.

g(O2)=µi*ri/µсум = 0.086 = 8.6%

 

Визначити газову постійну суміші газів, яка складається з 1 м³ генераторного газу і 1,5 м³ повітря, взятих за нормальних умов. Густину генераторного газу прийняти рівною 1,2 кг/м³.

PV = mRT R=PV/(V1 ρ1+V2 ρ2)T=301.86 Дж/кгК

 

В закритій посудині місткістю 0,1 м³ міститься кисень при 0 ⁰С і тиску 760 мм.рт.ст. Визначити кількість теплоти яка потрібна для нагрівання кисню на 200 ⁰С. Залежністю теплоємності від температури знехтувати.

Q=mR(T2-T1)/k-1 m=PV/RT=0.143 кг Q=18575.7 Дж = 18.58 кДж

 

Газова суміш складається із діоксиду вуглецю, азоту, кисню, маси яких відповідно такі: 2 кг, 1 кг і 0,5 кг. Обчислити густину суміші при температурі 27 ⁰С і тиску 147 кПа.

µсум=1/∑(gi/µi)= 36.17 кг/кмоль ρ = RT/P = 0.469

 

До якого тиску слід стиснути суміш масою 8 кг, яка складається із 18 % СО₂, 12 % О₂, 70 % N₂ по масі, щоб при температурі 180 ⁰С, вона займала об’єм 4 м³.

P=mRT/V = 247374.24 Па = 0.247 МПа µсум=1/∑(gi/µi)= 30.45 кг/кмоль

 

Задачі рівня складності C

Суміш містить 2,0 кг кисню і 8,0 кг водню. Чому дорівнює об’ємний склад суміші?

µсум=1/∑(gi/µi)= 2.46 кг/кмоль ri=gi µсум/ µi r1= 1.6 %; r2 = 98.4 %

 

Знайти масу газової суміші, яка міститься кулястому газгольдері діаметром 5 м, якщо надлишковий тиск р_н = 0,1 МПа, а барометричний тиск р_б = 750 мм.рт.ст., темпе-ратура навколишнього середовища 20 ⁰С. Склад газової суміші в %об.

.

m=PV/RT= 576.78 кг V=4ПRRR/3=65.42 µ=10.74 R=774.115

 

Гасова лампа спалює за годину 0,3 кг гасу, при цьому витрачається 5 кг повітря. Питома газова стала продуктів згорання, які утворюються при згорянні гасу 287 . Температура продуктів згоряння 380 ⁰C. Визначити об’єм продуктів згорання, які утворюються в лампі за годину, якщо барометричний тиск 101328 Па.

V=mRT/P= 9.8 м³ m=m1+m2=5.3

 

Визначити газову постійну суміші, яка складається із 20 масових часток повітря і 1 масової частки світильного газу. Густина світильного газу при 0 ⁰C і 101325 Па дорівнює 0,52 кг/м³.

R2=P/ ρT=713.76 µ2=R µ/R=11.648 µ1=29 µсум=1/∑(gi/µi)= 27.108 кг/кмоль

Rзаг = 306.699