IMG 65

Przykład 6.2

Jeden kilomol mieszaniny helu i azotu, o ud/ialc masowym helu #_//r = 0,125 ogrzano izobarycznic przy ciśnieniu p, ■ 0,2 Ml\i od temperatury i_t = 17°C. dopraw*, dzając ^E 5 MJ ciepła.

Obliczyć:

u) zastępczy indywidualną stulą gazową i pozorną masę cząsteczkową roztworu,

b)    udziały molowe i ciepło właściwe mieszaniny przy stałym ciśnieniu i objętości,

c)    temperaturę końcową gazu

ROZWIĄZANIE

Udział masowy azotu stanowi uzupełnienie do 1. gn_t Stic Kn,

Zastępcza indywidualna stała gazowa roztworu wynika z zależności:

R ~Y ft R,. Rdzic R » ^{8314, 3}. Przybliżone: masa atomowa helu p„_r = 4 kg/kmol, rn    OK ,    ^    8314,3    8314,3

masa cząsteczkowa azotu p*, = 28 kg/kmol. zatem R_m - 8n_:    ⁴ 8 He

R_m = 0.875 —^14,3 + 0,125

28    4

R,_n =519.64 J/(kg K).

Indywidualne stałe gazowe: R_N, = 296.94 J/(kg K). R_tle = 2078.57 J/(kg K). Pozorna masa cząsteczkowa roztworu wynika z przekształcenia zależności:

R.

^8314,3 ni - ^8314,3 . \x_m = 16,00 kg/kmol

Mm

Udziały molowe wynikają z przeliczenia (6.8):

8±

zatem:

8 S 2    8 He

0.875

28    _ _z =0.50.

^z*J-O875 ₊ 0j25’ ^N*

Udział molowy helu stanowi icszt* do jeden z,„ - \ _ .    » ₍₎ «₀

po wyznaczenia udziałów molowych można również wyWzysut pozorny pęczkową i zależność \i_m -2.W-

- Uh.’

^Z»/c

28-16

28-4

0.50.

Zastępcze ciepło właściwe mieszaniny obliczamy z zależności (6 23)-. cs^gc,

Azot jest gazem dwualomowym. natomiast hel jest jednoalomowy. Ciepło właściwe mieszaniny przy stałej objętości wynosi:

^Cv Sn,^cvN, ⁺ %He^cvHt ~ Sn, ' 2^ⁿj ⁺ 8l/* ' 2^H«’

Cy » 0,875 |-296.94 + 0,125 | 2078,57. c_v = 1039,29 J/(kg-K).

Ciepło właściwe mieszaniny przy stałym ciśnieniu wyznaczamy z równania Mayera:

c_p =c_v+R_m.

c_p = 1039.29 + 519.64.

c_p= 1558.93 3/lkg-K).

Ciepło molowe roztworu wynosi: - przy stałej objętości

c

vn

_c =1039,29 16, c_vtl = 16628,64J/(kmolK);

- przy stałym ciśnieniu

^cpn ~ ^CP^«

•pn

= 1558.93 16. _e^24 94W»«M»W

Kolnu u—    ■ — —* * —