Zadanie I. 20 Robert Marchewka JZM 51

W zbiorniku o zasobie objętości

 

3

0991

,

0

m

V 

zmieszano azot z wodorem tworząc

mieszaninę zawierającą zasoby ilości materii azotu





kmol

n

N

5

,

0

2



oraz wodoru





kmol

n

H

5

,

1

2



w temperaturze

 

C

t



0



Obliczyć ciśnienia parcjalne i ciśnienie mieszaniny

oraz masową gęstość zasobu objętości mieszaniny

 . Masy cząsteczkowe i stałe gazowe

azotu i wodoru są odpowiednio równe:

























































kgK

J

R

kmol

kg

M

kgK

J

R

kmol

kg

M

H

H

N

N

68

,

4121

016

,

2

75

,

296

016

,

28

2

2

2

2

Dane:

 









 

































































kgK

J

R

kmol

kg

M

kgK

J

R

kmol

kg

M

C

t

kmol

n

kmol

n

m

V

H

H

N

N

H

N

68

,

4121

016

,

2

75

,

296

016

,

28

0

5

,

1

5

,

0

0991

,

0

2

2

2

2

2

2

3



Obliczyć:

?

?

?

?

?

?

?

?

?

2

2

2

2

2

2



















H

N

H

N

H

N

g

g

m

m

m

p

p

p



Rozwiązanie:

1. wyznaczenie zasobu masy składników mieszaniny. Uwzględniając definicje masy

cząsteczkowej

n

m

M 

otrzymamy

2

2

2

2

2

2

*

*

H

H

H

N

N

N

M

n

m

oraz

M

n

m





2. wyznaczenie zasobu masy mieszaniny. Zgodnie z definicją określającą zasób masy

mieszaniny

i

n

i

m

m







1

otrzymamy

2

2

2

2

2

2

*

*

H

H

N

N

H

N

M

n

M

n

m

m

m









3. wyznaczenie udziałów masowych składników mieszaniny. Zgodnie z definicją udziału

masowego napiszemy

m

m

g

i

i



otrzymamy

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

*

1

1

*

1

1

*

H

N

H

N

N

N

H

H

H

H

H

H

N

H

N

H

H

H

N

N

N

N

N

n

M

M

n

n

M

n

M

n

M

n

m

m

g

oraz

M

M

n

n

M

n

M

n

M

n

m

m

g





















4. wyznaczenie stałej gazowej mieszaniny. Zgodnie z definicją indywidualnej stałej

gazowej mieszaniny mamy:

2

2

2

2

2

2

2

2

@

2

2

2

2

2

1

1

2

1

H

H

N

N

H

N

N

H

H

N

H

H

N

N

i

i

i

M

n

M

n

R

M

n

M

n

R

R

g

R

g

R

g

R



















5. wyznaczenie ciśnienia mieszaniny z równania stanu gazu doskonałego Clapeyrona

mamy.

V

mRT

p 

6. Wyznaczenie ciśnieniń parcjalnych składników mieszaniny. Zgodnie z definicją

określającą ciśnienia parcjalne mieszaniny

p

g

R

R

p

x

p

i

i

i

i





otrzymujemy

p

g

R

R

p

x

p

p

g

R

R

p

x

p

H

H

H

H

N

N

N

N

*

*

*

*

*

2

2

2

2

2

2

2

2









7. wyznaczenie masowej gęstości zasobu objętości mieszaniny

m

V





8. obliczenie wartości zasobu masy azotu i wodoru

 

 

kg

m

kg

m

H

N

024

,

3

016

,

2

*

5

,

1

008

,

14

016

,

28

*

5

,

0

2

2









9. obliczenie wartości zasobu masy mieszaniny gazów

 

kg

m

m

m

H

N

032

,

17

024

,

3

008

,

14

2

2











10. obliczenie wartości udziałów masowych składników mieszaniny

17755

,

0

82245

,

0

2

2

2

2









m

m

g

m

m

g

H

H

N

N

11. obliczenie wartości stałej gazowej mieszaniny























kgK

J

R

g

R

g

R

H

H

N

N

39

,

976

68

,

4121

*

17755

,

0

75

,

296

*

82245

,

0

2

2

2

2

12. obliczenie wartości ciśnienia mieszaniny

.





MPa

V

mRT

p

839

,

45

0991

,

0

16

,

273

*

39

,

976

*

032

,

17







13. obliczenie wartości ciśnień parcjalnych składników mieszaniny









MPa

p

g

R

R

p

MPa

p

g

R

R

p

H

H

H

N

N

N

381

,

34

839

,

45

*

17755

,

0

*

39

,

976

68

,

4121

458

,

11

839

,

45

*

82245

,

0

*

39

,

976

75

,

296

2

2

2

2

2

2













14. obliczenie wartości masowej gęstości zasobu objętości mieszaniny





















kg

m

m

V

3

3

10

*

8195

,

5

032

,

17

0991

,

0

