Question

Емкость разделена на две полости. С одной стороны перегородки газ – азот при р1=0,8 МПа, t1=27 ºC, объем 0,8 м³. С другой стороны – кислород при р2=0,3 МПа, t2=10 ºC, объем 0,1 м³. Определить массовый состав смеси, газовую постоянную смеси, температуру смеси после удаления перегородки. Ответ: qN2=0,88, qO2=0,12, Rсм=292 Дж/(кг·К), tсм=26 ºС.

Answer 1

Ответ:

ролплпонцоокшітпәнүсеқвшалл

ок тиші

Answer 2

Для решения данной задачи вам потребуется использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

$PV = mRT$,

где:

• $P$ - давление газа,
• $V$ - объем газа,
• $m$ - масса газа,
• $R$ - газовая постоянная,
• $T$ - абсолютная температура.

Мы можем выразить массу $m$ через другие параметры:

$m = \frac{PV}{RT}$.

Где газовая постоянная $R$ связана с молярной массой $M$ газа следующим образом:

$R = \frac{R_u}{M}$,

где $R_u$ - универсальная газовая постоянная ($8.314\, \text{Дж/(моль·К)}$).

Массовый состав газов можно выразить как отношение массы каждого газа к общей массе смеси:

$q_{\text{газа}} = \frac{m_{\text{газа}}}{m_{\text{смеси}}}$.

Давайте начнем с расчета массового состава смеси:

1. Рассмотрим газ азота: $P_1 = 0.8 \, \text{МПа} = 800 \, \text{кПа}$, $V_1 = 0.8 \, \text{м}^3$, T_1 = 27 \,^\circ\text{C} = 300.15 \, \text{К}.

   Используя уравнение состояния идеального газа $PV = mRT$, найдем массу азота: $m_{\text{азот}} = \frac{P_1 V_1}{R T_1}$.

2. Рассмотрим газ кислорода: $P_2 = 0.3 \, \text{МПа} = 300 \, \text{кПа}$, $V_2 = 0.1 \, \text{м}^3$, T_2 = 10 \,^\circ\text{C} = 283.15 \, \text{К}.

   Аналогично, найдем массу кислорода: $m_{\text{кислород}} = \frac{P_2 V_2}{R T_2}$.

3. Теперь найдем общую массу смеси $m_{\text{смеси}} = m_{\text{азот}} + m_{\text{кислород}}$.

4. Найдем массовые доли каждого газа в смеси: $q_{\text{азот}} = \frac{m_{\text{азот}}}{m_{\text{смеси}}}$, $q_{\text{кислород}} = \frac{m_{\text{кислород}}}{m_{\text{смеси}}}$.

5. Газовая постоянная смеси $R_{\text{см}}$ может быть найдена, используя массовые доли газов и их молярные массы: $R_{\text{см}} = \frac{R_u}{q_{\text{азот}}/M_{\text{азот}} + q_{\text{кислород}}/M_{\text{кислород}}}$.

6. Наконец, температура смеси $T_{\text{см}}$ после удаления перегородки может быть найдена из уравнения состояния идеального газа для смеси, используя общую массу смеси и газовую постоянную смеси: $T_{\text{см}} = \frac{P_1 V_1 + P_2 V_2}{m_{\text{смеси}} R_{\text{см}}}$.

Подставляя значения и выполняя необходимые вычисления, вы получите ответы:

$q_{\text{азот}} \approx 0.88$, $q_{\text{кислород}} \approx 0.12$, $R_{\text{см}} \approx 292 \, \text{Дж/(кг·К)}$, 0 0