3.doc

W zbiorniku o objętości V=0.8m³ znajduje się 0.1kmol metanu ile wynosi v i gęst.

MCH4=12+4=16

m.=nM=0.1•16=1.6kg;

Str.12

Przekształcając równanie stanu otrzymujemy:

Vn=44,82 [mn3]

Str.15

W izolowanym cieplnie zbiorniku znajdują się dwa różne gazy doskonałe oddzielone od siebie przegrodą. Oblicz temperaturę panującą w zbiorniku po usunięciu przegrody i całkowitym wymieszaniu gazów. Azot i tlen należy traktować jako gazy doskonałe.

Parametry części zbiornika

Rozwiązanie:

Ze względu na brak wymiany energii układu z otoczeniem na sposób ciepła lub pracy I ZT przyjmuje dla tego przypadku postać:

U2-U1=0=U1=U2.

Indeks 1 oznacza stan układu przed zmieszaniem gazów, indeks 2 – po zmieszaniu

Energia wewnętrzna układu w stanie 1:

U1=mACATA+mBCBTB.

Energia wewnętrzna układu w stanie 2:

U2=mABCABTAB

↓↓↓

Str.18

Obliczyć do jakiej temperatury należy podgrzać izochorycznie 5kg powietrza o temperaturze 200C i ciśnieniu 104 kPa, tak aby jego ciśnienie wzrosło do 0,6 MPa. Obliczyć zmianę energii wewnętrznej, entalpii i entropii powietrza

Rozwiązanie:

U2-U1=mcv(T2-T1)=5•0,71(1690-293)=4959kJ

H2-H1=mcp(T2-T1)=5•1(1690-293)=6985kJ

Str.21

Obliczyć masę CO2 znajdującego się w butli o obj, 0.1m³w t= 25ºC, P=5Mpa

Obliczyć objętość jaką gaz zajmowałby w warunkach normalnych, Przyjąć że gaz spełnia

Równanie stanu gazu doskonałego

Mco2=12+2•16=44

Objętość gazu w warunkach normalnych, wyznaczona w oparcie o równanie stanu gazu doskonałego:

Str.13

Tlen w ilości 1[kg] ogrzano od temperatury t1 = 10[C] do temp. T2 = 1000[C] przy stałym ciśnieniu p = 1[bar]. Uwzględniając zmienność pojemności cieplnej obliczyć ilość ciepła doprowadzonego do układu. Średnie wartości cv wynoszą

Rozwiązanie:

Średnia molowa pojemność cieplna przy stałej objętości:

Masowa pojemność cieplna przy stałej objętości:

Masowa pojemność cieplna przy stałym ciśnieniu:

Cp=CV+Ri

Z równania stanu gazu doskonałego:

Masa mieszaniny gazów A i B:

mAB=mA+mB=6,465[kg]

Udziały masowe składników mieszaniny:

↓↓↓                           Str.19

Wyznaczyć temperaturę oraz gęstość azotu zawartego w zbiorniku o objętości V = [25m3]. Manometr zamontowany na zbiorniku wskazuje nadciśnienie pm = 0,2[MPa]. Ilość azotu w zbiorniku wynosi n=2[kmol] zaś ciśnienie otoczenia pb = 1000hPa. Określić objętość gazu w warunkach normalnych.

Rozwiązanie:

Ciśnienie bezwzględne panujące w zbiorniku:

p=pm+pb=0,2•106+1000•102=0,3[MPa]

Zakładając, że gaz spełnia równanie stanu gazu doskonałego pV=nRT otrzymujemy:

↓↓↓                            Str.14

W Zbiorniku o stałej objętości V=10[m3] znajduje się dwutlenek węgla pod ciśnieniem p1=1[atm], o temperaturze T1=273,15[K]. Na skutek doprowadzenia ciepła temperatura gazu podwyższyła się do T2=793,15[K]. Pojemność cieplna gazu przy stałej objętości jest określona zależnością:

Obliczyć ilość ciepła pobranego przez gaz

Rozwiązanie:

Str. 17

Ciepło właściwe mieszaniny przy stałej objętości:

CAB=gACA+gBCB

CAB=710,8[J/kgK]

Wykorzystując równiania na energię wewnętrzną układu w stanach 1 i 2:

U1=mACATA+mBCBTB, U2=mABCABTAB,

Oraz zależność U1=U2 otrzymujemy:

Str.20