Magdalena Łuszczyk, WP 5.2

Zadanie I.4

Podczas spawania acetylenowo-tlenowego ciśnienie tlenu w butli o zasobie objętości V_b =50[dm³] spadło (pomiar ciśnienia manometrem) od wartości p₁=12[MPa] do wartości p₂=0,2[MPa]. Butla znajdowała się w otoczeniu o temperaturze t₀=20[°C] i ciśnieniu p₀=0,1 [MPa]. Temperatura gazu w butli podczas spawania jest stała i równa temperaturze otoczenia t_b=t₀=const.

Obliczyć zasób masy tlenu podczas spawania w jednostkach masy [m]=kg, ilość materii [n]=kmol oraz objętość normalną fizyczną [V_nf]=m³ odniesioną do normalnych warunków fizycznych (p_nf=1[Atm]=760 [mmHg], t_nf=0[°C]) wiedząc, że indywidualna stała gazowa tlenu to
, masa cząsteczkowa tlenu to
, zaś molowa gęstość zasobu gazu doskonałego w normalnych warunkach fizycznych
.

Dane:

V_b=50[dm³]

p₁=12[MPa]

p₂=0,2[MPa]

t₀=20[°C] T₀=20+273,16=293,16[K]

p₀=0,1 [MPa]

t_b=t₀=const

p_nf=1[Atm]=760 [mmHg]=760[Tr]

t_nf=0[°C] T₀=273,16[K]

Szukane:

m=?

n=?

v_nf=?

1. Określenie równania stanu gazu doskonałego Clappeyrona dla gazu w butli przed procesem spawania

2. Określenie równania stanu gazu doskonałego Clappeyrona dla gazu w butli po zakończeniu procesu spawania

3. Wyznaczanie ubytku zasobu masy tlenu w butli po skończonym spawaniu. Odejmując stronami równania stanu gazu doskonałego Clappeyrona przed i po spawaniu

oraz przyjmując oznaczenie

otzrymujemy:

4. Wyznaczenie ubytku zasobu ilości materii O₂ w butli po skończonym spawaniu. Z definicji masy cząsteczkowej

otrzymano:

5. Wyznaczanie zasobu objętości tlenu odniesionej do normalnych warunków fizycznych po wypłynięciu gazu z butli podczas spawania.

Uwzględniając definicję molowej gęstości zasobu objętości odniesionej do normalnych warunków fizycznych, możemy napisać

6. Rachunek mian zasobu masy

7. Rachunek mian zasobu ilości materii

8. Rachunek mian zasobu objętości odniesionej do normalnych warunków fizycznych

9. Obliczanie wartości ubytku zasobu masy tlenu

10. Obliczenie ubytku zasobu ilości materii

11. Obliczenie wartości zasobu objętości tlenu odniesionej do normalnych warunków fizycznych, po wypłynięciu gazu z butli

---