Procesy dyfuzyjne, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska


Obliczenia w Chemii technicznej

Prawa stanu gazowego. Dyfuzja gazów.

Wiadomości teoretyczne:

Prawa stanu gazowego. Prawa Ficke'a. I zasada termodynamiki, Równanie stanu gazów rzeczywistych.

Zadania:

  1. Ile razy ciepło właściwe gazu piorunującego jest większe od ciepła właściwego pary wodnej otrzymanej przy jego spalaniu? Zadanie rozwiązać dla przypadków: 1) V = const., 2) p = const. (1,25; 1,31)

  1. W zamkniętym naczyniu o objętości 10 dm3 znajduje się powietrze pod ciśnieniem 105 N/m2. Ile ciepła pobierze powietrze, aby ciśnienie w naczyniu wzrosło 5 - krotnie? (104 J)

  1. Oblicz współczynnik dyfuzji wodoru w warunkach normalnych jeśli średnia droga swobodna cząsteczek w tych warunkach wynosi 1,6⋅10-7 m? (0,94⋅10-4 m2/s)

  1. Oblicz współczynnik dyfuzji helu w warunkach normalnych. (8,4·10-5 m2/s)

  1. Oblicz ilość azotu przechodzącego wskutek dyfuzji przez pole 100 cm2 w ciągu 10 s, jeśli gradient gęstości w kierunku prostopadłym do powierzchni wynosi 1,26 kg/m4. Temperatura azotu jest równa 27 oC, a średnia droga swobodna jego cząsteczek - 10-5 cm. (2·10-6 kg)

  1. Dwa naczynia A i B są połączone rurką o średnicy d = 1 cm i długości l = 1,5 cm. Rurka jest wyposażona w kurek. Gdy kurek jest zamknięty, ciśnienie powietrza w naczyniu A wynosi p1; naczynie B jest odpompowywane do ciśnienia p2<<p1. Oblicz, jaka ilość powietrza przedyfunduje z naczynia A do B w ciągu pierwszej sekundy po otwarciu kurka. Temperaturę powietrza w obydwu przypadkach przyjąć równą 17 oC, a średnicę cząsteczek powietrza σ = 3 Å. (9,7·10-8 kg)

  1. Oblicz współczynnik lepkości dynamicznej azotu w warunkach normalnych, skoro w tych warunkach współczynnik dyfuzji helu równy jest 0,142 cm2/s. (1,78·10-5 N·s/m2)

  1. Sporządź wykres zależności współczynnika lepkości dynamicznej azotu od temperatury w przedziale 100 K ≤ T ≤ 600 K co 100 K.

  1. Oblicz współczynnik dyfuzji oraz współczynnik lepkości dynamicznej powietrza pod ciśnieniem 1013 hPa i w temperaturze 10 oC. Średnicę cząsteczki powietrza przyjąć równą 3·10-10 m. (D = 1,48·10-5 m2/s; η = 1,85·10-5 kg/m·s)

  1. Współczynnik dyfuzji oraz współczynnik lepkości dynamicznej wodoru w pewnych warunkach są odpowiednio równe D = 1,42 cm2/s i η = 8,5·10-6 kg/m·s. Oblicz liczbę cząsteczek wodoru w 1 m3 w tych warunkach. (1,8·1025 m-3)

  1. Współczynnik dyfuzji oraz współczynnik lepkości dynamicznej tlenu są odpowiednio równe 1,22·105 m2/s oraz η = 1,95·10-5 kg/m·s. Oblicz w tych warunkach: 1) gęstość tlenu, 2) średnią drogę swobodną jego cząsteczek, 3) średnią arytmetyczną prędkość jego cząsteczek. (1,6 kg/m3; 8,35·10-8 m; 440 m/s)

  1. Wyznacz miana w jednostkach SI dla stałych w równaniu van der Waalsa.

  1. Oblicz według równania van der Waalsa temperaturę, w której 1 mol amoniaku zajmuje objętość 0,5 dm3 pod ciśnieniem 100 atm. Stałe a i b dla amoniaku wynoszą odpowiednio 4,17 atm·(dm3/mol)2 i 0,0373 dm3/mol. (658,4 K)

  1. Korzystając z danych o wartościach krytycznych Tk pk dla argonu, azotu, pary wodnej, tlenu, wodoru i dwutlenku węgla, wyznacz dla nich stałe a i b w równaniu van der Waalsa

  1. Pięć moli dwutlenku węgla zajmuje objętość 1,9 dm3 w temperaturze 40oC. O ile różnią się wartości ciśnień obliczone według: 1) równania stanu gazu doskonałego i b) równania van der Waalsa od wartości ciśnienia wyznaczonej doświadczalnie = 50 atm. Stałe a i b dla dwutlenku węgla są równe odpowiednio 3,6 atm·(dm3/mol)2 i 0,043 dm3/mol. (17,58 i 1,27 atm)

  1. Jaką temperaturę ma azot w ilości 2 g, zajmujący objętość 820 cm3 pod pod ciśnieniem 2026 hPa? Gaz rozpatrywać jako: 1) doskonały, 2) rzeczywisty. (280 K)

  1. Hel w ilości 10 g zajmuje objętość 100 cm3 pod ciśnieniem 108 N/m2. Oblicz temperaturę gazu, rozpatrując go jako: 1) rzeczywisty, 2) doskonały. Zadanie rozwiązać dla objętości: a) V1 = 1 m3, b) V2 = 0,05 m3. (482 K, 204 K)

  1. Obliczyć przy pomocy równania van der Waalsa pracę wewnętrzną cząsteczek 1 kg powietrza rozprężonego z 200 at do 1 at o temperaturze 15oC. (9,5 kcal/kg)

  1. 1) Jakie ciśnienie należy wywierać, aby skroplić dwutlenek węgla w temperaturze: a) 31 oC, b) 50 oC? 2) Jaką największą objętość może zajmować 1 kg ciekłego dwutlenku węgla? 3) Jakie największe ciśnienie osiąga para nasycona ciekłego dwutlenku węgla? (2) 2,9·10-3 m3, 3) 73 atm)

  1. Oblicz gęstość pary wodnej w stanie krytycznym przyjmując, że znana jest dla niej stała b w równaniu van der Waalsa (patrz zad. 14). (196 kg/m3)

  1. Ile razy gęstość pary wodnej nasyconej w temperaturze 200 oC jest większa od gęstości pary wodnej nasyconej w temperaturze 100 oC? (12 razy)

  1. W zamkniętej objętości V = 1 m3 wilgotność względna powietrza wynosi 60% w temperaturze 20 oC. Ile wody powinno jeszcze wyparować do tej objętości, aby para wodna stała się nasycona? (6,9·10-3 kg)

  1. Ciśnienie pary nasyconej nad roztworem w temperaturze 30 oC wynosi 3,2 MPa. Oblicz ciśnienie pary nasyconej nad tym roztworem w temperaturze 60 oC. (15 MPa)



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Procesy spalania, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Analiza techniczna gazow i wody, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Rownowaznik chemiczny, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Dynamika plynow, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Elektrochemia, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Elektrochemia1, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Definicje - analiza gazow, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Zmiekczanie wody, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
zagadnienia czesc1, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykłady PWarszawska
Wykład PŁ, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Chemia i Technologia Wody
Laborki PŁ, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Chemia Nieorganiczna i Ogólna
zielona chemia, BIOFIZYKA TOKSYKOLOGIA ANALITYCZNA POLIMEROW OLIMPIADY
Toksykologia wykład 6 Toksykologia uzależnień, Toksykologia Chemia sądowa
Toksykologia wykład 10 - toksykologia żywności, Toksykologia Chemia sądowa
w05, studia, bio, 5rok, 9sem, chemia produktów roślinnych, wykład
Toksykologia wykład 9 - Siarka, Toksykologia Chemia sądowa
Chemia w XX wieku, BIOFIZYKA TOKSYKOLOGIA ANALITYCZNA POLIMEROW OLIMPIADY
Toksykologia wykład 8 Toksykologia metali, Toksykologia Chemia sądowa

więcej podobnych podstron