Zadanie 1.19
Mieszanina gazów określona jest udziałami masowymi g
2
CO
=0.1, g
2
O
=0.14, g
2
N
=0.76 dla której
stałe gazowe mają następujące wartości R
2
CO
=189.07
kgK
J
, R
2
O
=289.82
kgK
J
,
R
2
N
=296.75
kgK
J
zaś masy cząsteczkowe M
2
CO
=44.01
kmol
kg
, M
2
O
=31.999
kmol
kg
,
M
2
N
=28.016
kgK
J
. Obliczyć ciśnienia parcjalne, masę cząsteczkową mieszaniny M oraz ciśnienie
p dla którego należy sprężyć mieszaninę gazów aby przy temperaturze t=300
C
jej objętościowa
gęstość zasobu masy wzrosła do wartości ρ=1.8
3
m
kg
.
Dane:
g
2
CO
=0.1
g
2
O
=0.14
g
2
N
=0.76
R
2
CO
=189.07
kgK
J
R
2
O
=289.82
kgK
J
R
2
N
=296.75
kgK
J
M
2
CO
=44.01
kmol
kg
M
2
O
=31.999
kmol
kg
M
2
N
=28.016
kgK
J
t=300
C
ρ=1.8
3
m
kg
Obliczyć:
p
2
CO
=?
p
2
O
=?
p
2
N
=?
M=?
p=?
1. Obl. stałą gazową mieszaniny
R=
n
i
i
i
g
R
1
R= R
2
CO
* g
2
CO
+
R
2
O
*
g
2
O
+
R
2
N
*
g
2
N
2. Obl. masę cząsteczkową mieszaniny
M=
i
i
M
g
1
M=
2
2
2
2
2
2
1
N
N
O
O
CO
CO
M
g
M
g
M
g
3. Obl. ciśnienie mieszaniny dla założonej wartości objętościowej gęstości masy
p= ρRT= ρ(R
2
CO
*
g
2
CO
+R
2
O
*
g
2
O
+
R
2
N
*
g
2
N
)*T
4. Obl. udziały molowe składników mieszaniny
x
i
=
i
i
g
M
M
=
i
i
g
R
R
x
2
CO
=
2
2
CO
CO
g
M
M
=
2
2
CO
CO
g
R
R
x
2
O
=
2
2
O
O
g
M
M
=
2
2
CO
O
g
R
R
x
2
N
=
2
2
N
N
g
M
M
=
2
2
N
N
g
R
R
5. Obl. ciśnienie parcjalne składników mieszaniny
p
i
= x
i
p
p
2
CO
= x
2
CO
p
p
2
O
= x
2
O
p
p
2
N
= x
2
N
p
6. Obl. wartość stałej gazowej R
R= R
2
CO
*
g
2
CO
+R
2
O
*
g
2
O
+
R
2
N
*
g
2
N
kgK
J
R =189.07*0.1+289.82*0.14+296.75*0.76
kgK
J
=285.01
kgK
J
7. Obl. wartość masy cząsteczkowej M
M=
2
2
2
2
2
2
1
N
N
O
O
CO
CO
M
g
M
g
M
g
kmol
kg
M=
016
.
28
76
.
0
999
.
31
14
.
0
01
.
44
1
.
0
1
kmol
kg
=29.608
kmol
kg
8. Obl. wartość ciśnienia mieszaniny p
p= ρRT= ρ(R
2
CO
*
g
2
CO
+R
2
O
*
g
2
O
+
R
2
N
*
g
2
N
)*T
MPa
T= °C + 273.15=573.15
K
p=1.8*(189.07*0.1+289.82*0.14+296.75*0.76)*573.15=0.29404
MPa
9. Obl. wartość udziałów molowych
x
2
CO
=
2
2
CO
CO
g
M
M
=
2
2
CO
CO
g
R
R
=
1
.
0
*
01
.
44
608
.
29
0.06727
x
2
O
=
2
2
O
O
g
M
M
=
2
2
CO
O
g
R
R
=
14
.
0
*
999
.
31
068
.
29
0.12954
x
2
N
=
2
2
N
N
g
M
M
=
2
2
N
N
g
R
R
=
76
.
0
*
016
.
28
608
.
29
0.80319
10. Obl. wartości ciśnień parcjalnych składników mieszaniny
p
2
CO
= x
2
CO
p
MPa
=0.06727*0.29404
MPa
=0.01978
MPa
p
2
O
= x
2
O
p
MPa
=0.12954*0.29404
MPa
=0.03809
MPa
p
2
N
= x
2
N
p
MPa
=0.80319*0.29404
MPa
=0.23617
MPa