Формулы для расчета газовых смесей

Задание состава смеси	Перевод из одного состава в другой	Удельный объем и плотность смеси	Кажущаяся молекулярная масса смеси	Газовая постоянная смеси	Парциальное давление
Массовыми долями
Объемными долями

В табл. 1: m_i – молекулярная масса i-го компонента; 8314 Дж/(кмоль×К) – значение универсальной газовой постоянной; R_i – газовая постоянная i-го компонента.

Для вычисления количества теплоты, полученного или отданного газом в процессе его энергетического взаимодействия с окружающей средой, введено понятие теплоемкости. Под удельной теплоемкостью понимают количество теплоты, которое необходимо сообщить телу, чтобы повысить температуру какой-либо его количественной единицы на 1 ⁰С (К). В зависимости от выбранной количественной единицы, различают теплоемкости:

мольную mс, кДж/(кмоль×К);

массовую с, кДж/(кг×К);

объемную с^/, кДж/(м^3×К).

Эти теплоемкости связаны между собой следующими соотношениями:

с = mс/m ; с^/ = mс/22,4 ; с^/ = с×r_н ,

где r_н – плотность газа при нормальных условиях.

1 м³ газа имеет различную массу в зависимости от давления и температуры. В связи с этим объемную теплоемкость всегда относят к массе газа, заключенной в 1 м³ при нормальных условиях (ρ_н = 101325 Па, Т_н = 273 К). При этом объем 1 кмоля различных газов равен 22,4 м³/кмоль, а универсальная газовая постоянная mR = 8314 Дж/(кмоль×К). В зависимости от способа подвода теплоты к газу (р = const или V = const), различают изобарную с_р и изохорную с_v теплоемкости. Отношение этих величин носит название показателя адиабаты

k = mc_p/mc_v = c_p/c_v.

Теплоемкости с_р и с_v связаны также соотношением Майера

mс_p - mc_v = mR = 8,314, кДж/(кмоль×К).

Теплоемкость газов меняется с изменением температуры, причем эта зависимость имеет криволинейный характер. Значения истинных и средних теплоемкостей в интервале от 0⁰ до t берутся непосредственно из таблиц, причем в необходимых случаях производится интерполяция. Количество теплоты, которое необходимо затратить в процессе нагревания 1 кг газа в интервале температур от t₁ до t₂ , можно найти по формуле:

где c_m1 и c_m2 – соответственно средние теплоемкости в пределах 0⁰ – t₁ и 0⁰ – t₂ .

Если в процессе участвуют М (кг) или V_н (м³) газа, то:

Q_V = M(c_vm2 t₂ – c_vm1t₁) = V_н(c^/_vm2 t₂ – c^/_vm1 t₁) , кДж;

Q_P = M(c_pm2 t₂ – c_pm1 t₁) = V_н(c^/_pm2 t₂ – c^/_pm1 t₁) , кДж.

Теплоемкость газовой смеси следует определять по формулам:

массовая - ;

объемная - ;

мольная - .

Поиск по сайту: