Теплофизика. Часть 1 «Основы термодинамики»: Учебное пособие, страница 41

21)  Определить значения постоянных а и b уравнения состояния Бертло для водяного пара. Критические параметры воды: pкр=22,129 МПа, Ткр=647,3 К и vкр=0,326.10-2 м3/кг. Ответ: а=1255 Н·м4/кг2; b=0,814 10-3м3/кг.

22)  Определить значения постоянных а и b уравнения состояния Ван-дер-Ваальса для водяного пара. Критические параметры воды: pкр=22,129 МПа, Ткр=647,3 К и vкр=0,326.10-2 м3/кг. Ответ: а=1700,36 Н.м4/кг2; b=0,1687.10-2м3/кг.

9.4 Смеси жидкостей и газов

1)  Газовая смесь состоит из углекислого газа, азота и кислорода, массы которых соответственно равны 2, 1 и 0,5 кг. Найти плотность и объем смеси при температуре 27 0С и давлении 147 кПа. Ответ: 2,13 кг/м3;1,64 м3.

2)  Найти удельную  газовую  постоянную  смеси  газов, состоящей из 6,67 % Н2 и 93,33 % СО, а также удельный объем этой смеси при давлении 100 кПа и температуре 0 0С. Ответ: 553,3 Дж/(кг К); 1,51 кг/м3.

3)  До какого давления нужно сжать смесь массой 8 кг, состоящую из   18 % СО2 , 12 % СО и 70 % N2 , чтобы при температуре 180 0С она занимала 4 м3. Ответ: 247,7 кПа.

4)  Объемные доли сухих продуктов сгорания (не содержащих водяного пара)  . Найти удельную газовую постоянную, плотность и удельный объем продуктов сгорания, если их давление 0,1 МПа, а температура 800 0С.

Ответ: 274,7 Дж/(кг.К); 2,95 м3/кг; 0,34 кг/м3.

5)  Найти массу продуктов сгорания топлива состава:  моль; ; моль;  моль;  моль.

6)  Газовая смесь задана следующими молярными долями: ; ;  ;  Давление смеси 90 кПа. Найти удельную газовую постоянную смеси  и парциальное давление метана, а также плотность смеси при нормальных условиях.

Ответ: 650,0 Дж/(кг.К); 31,5 кПа; 0,571 кг/м3.

7)  Смесь 10 кг кислорода(1)  и 15 кг азота(2) имеет давление 0,3 МПа и температуру 27 0С. Определить: мольные доли каждого газа в смеси, кажущуюся молярную массу смеси, удельную  газовую постоянную, общий объем, парциальные давления и объемы газов. Ответ: х1=0,369; х2=0,631; М=29,5; R=282 Дж/(кг К); р1=0,1107, р2=0,1893 МПа; V=7,06м3; V1=2,6 м3; V2=4,46 м3.

8)  В сосуде находится смесь, состоящая из одного киломоля кислорода и двух киломолей азота при давлении 0,1 МПа и температуре 30 0С. Эта смесь охлаждается при постоянном объеме до 10 0С. Определить изменение внутренней энергии смеси. Ответ: 69,8 кДж/кг.

9)  Воздух, если считать, что он является смесью только азота и кислорода имеет следующий объемный состав: rN2 =79,0%;rO2=21,0%. Определить массовые доли азота и кислорода в воздухе, вычислить газовую постоянную и молярную массу воздуха.

Ответ: w N2 =0,773; wO2=0,223; R=0,288 кДж/(кг.К); М=28,84.

10)  Воздух объемом 0,3 м3 смешивается с 0,5 кг углекислого газа. Оба газа до смешения имели параметры: р=0,6 МПа и t=450С. Определить парциальное давление углекислого газа после смешения.

Ответ: рСО2= 85,5 кПа.

11)  Дымовые газы имеют следующий массовый состав wСО2 =16,1%; wО2=7,5%; w N2=76,4%. Рассчитать энтальпию смеси этих газов, отнесенную к 1 кг смеси при 800 0С и отсчитанную от 00С. Ответ: hсм=872 кДж/кг.

12)  В сосуде находится смесь газов, образовавшаяся в результате смешения 10 кг азота, 13 кг аргона и 27 кг двуокиси углерода. Определить мольный состав смеси, ее удельный объем при нормальных условиях, кажущуюся мольную массу смеси и газовую постоянную, отнесенную к одному  м3 при нормальных условиях. Ответ: хN2=0,275; xAr=0,251; xCO2=0,474; vсм=0,579м3/кг; Мсм=38,61; Rсм=372 Дж/(м3·К).

13)  Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара. Известно, что на каждый килограмм сухого воздуха во влажном воздухе содержится dг водяного пара. Определить массовые и объемные доли сухого воздуха и водяного пара, плотность при нормальных условиях, газовую постоянную, отнесенную к 1 кг, и кажущуюся мольную массу смеси, если d=10 г/кг сухого воздуха. Ответ: wс.в. =0,9901; wв.п.=0,0099;  rс.в. =0,9842; rв.п.=0,0158; rсм= 1,285 кг/м3 ; Мсм =38,61;  Rсм =0,289 кДж/(кг.К).