Задачник по термодинамике (555278), страница 13
Текст из файла (страница 13)
По табл. 5 Приложения при < = 30 "<. находим плотность р„= 0,0304 кг/мз. Плотность пара при <р = 0,6 и < = 30'С будет р„= <рр„=0,6 0,0304 =- = 0,01824 кг/и<. В момент консервации в камере сгорания находилась влага массой т< = Ур „ = 3 0,01824 = 0,05472 кг = 54,72 г. При 1 — 20'С и <р = 0,5 в камере сгорания может содержаться влага массой т, = Ур„= 3 0,5 0,98 = 1,47 -. Следовательно, необходимо поглотить Лт = <л< — т„= 54,72 — 1,47 =- 53,15 г. Необходимая масса силикагеля Лт/0,2 = 53,15/0,2 266 г.
7,9. Состояние влажного воздуха характеризуется температурой ! = 30 С и относительной влажностью <у = 0,4. Определить энтальпию влажного и сухого воздуха, а таки:е знтальпию влаги, содержащейся в воздухе. Задачу решит>, применяя й-диаграмму. 7.10. Наружный воздух, имеющий температуру 20'<., барометрическое давление 0,1 МПа и влагосодержанне <! = 8 г/кг, подогревается в калорифере до температуры 40 '"С. Определить относительную влажность воздуха.
Р е ш е и и е. Значение /<„ определяется по табл. 5 Приложения: при температуре < = 20 'С /<„= 2,337 10 ' МП<. т1 Парциальное давление водяного пара прн постоянном баро Агтричсском давлении 0,1 МПа определяется по формуле = рб/(622+ Г() = 0 1 8/(622+ 8) = 1 27 10-В МПа. Следовательно, относительная влажность воздуха <Р, = РВ/Р„= 1,27 10-В/(2,337 1О-В) = 0,54 (54 %). При подогреве воздуха его влагосодержание не изменяется, поэтому остается неизменным и парциальное давление пара. Давление насыщения р„при температуре 1= 40'С согласно табл. 5 Приложения составляет 7,38 !Π— ' МПа. Поэтому ГРВ = Р /РВ 1 27'1О В/(738'10 В) ~ 0 17 (17 %)' 7.11.
Воздух при начальной температуре 1, .= 25 'С и относительной влажности ф, 0,8 охлаждается до температуры /В 1О'С. Определить количество теплоты, которое необходимо отвести от воздуха на 1 кг выпавшей влаги. Задачу решить с помощью й-диаграммы. ГЛАВА Э ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА й 8.1. Термохимия 8.1. Определить тепловой эффект /1/ реакции (6! СО (г) -(- 1/ ОВ (г) =* СО, (г) при постоянном давлении и температуре 293 К, если тепловой эффект этой реакции при постоянном объеме н той же температуре равен АУ ° — 2,84 10' кДж/кмоль, 8.2. Определить тепловой эффект б(/ реакции СаСО, (г) = СаО (г) + СО, (г) при температуре 1173 К, если при этой температуре тепловой эффект Л/ = 1,78 10' кДж/кмоль. 8.3.
Тепловой эффект реакции 2С (т) + ОВ (г) = 2СО (г) при температуре 1473 К Ь(/ = — 2.2 10' кДж. Определить тепловой эффект Л/ реакции С (т) -1- '/ВО, (г) = СО (г). Р е ш е н и е. Для второй реакции Л(/ — 1,1 1О' кД>к. Имея в виду, что Хт, = 1 — 1/2 = 1/2, получим .Ы = Л(/+ 8,314ТХт, — 1,1 ° 10'+8,314 !473 Х х 1/2 = — 1,04.10з кДж. 8.4. Определить тепловой эффект реакции абразованн> бензола, если известны тепловые эффекты следующих реак. цнй сгорания: С(т)+Оз(г)=СО,(г); Ыс= — 4,06 10'кДж/кмоль; С,Н,(г)+ О,(г) =6СО, (г)+ ЗН,О(ж); Мс,н, = — 3,3 1О'кДж/кмоль; Нз ~г) + >/, О, (г) Н,О(ж); Л/н, = = — 2,85 1О' кДж/хмель, 8.6.
Определить тепловой эффект Ы, реакции С (т) + >/,Оз (г) = СО (г), если известны тепловые эффекты реакций СО (г) + '/,О, (г) = СО, (г); Ы, = = — 2,84 1У кДж/кмольч С (т) + О, (г) .= СО, !г); Ы = — 3,94 10з кДж/кмоль. Р е ш е н и е.
а) Умножая уравнение второй реакции иа ( — 1) и складывая с уравнением третьей реакции, можно получить уравнение первой реакции. Отсюда Л/> — Л/а+ Мз = 2~84.10ь 3 94, 10з = — 1,1 1У кДж/кмоль. б) Так как вторая и третья реакции являются реакциями сгорания веществ, входящих в первую реакцию, то тепло. вой эффект ее можно определить из уравнения Л/ — ~ч~~т> Ысг> = (Л/з — Ыз) =2 84'10з— > — 3,94 1У = — 1,1 1У кДж/кмоль. 8.6. Определить тепловой эффект Ы реакции 2Н,О (г) + СН, (г) = СО, (г) + 4Н, (г), 73 если известны тепловые эффекты образования реагирующих веществ: Л/со, = — 3,49.
1О' кДж/кмоль; Л/и, о = — 2,42 10'кДм</кмолгп Л/сн, = — 0,74 !0' кДж/кмоль. 8,7. Определить тепловой эффект Л/, реакции С (т) + </,О., (г) + 2Н, (г) = СН,ОН (г), если известны тепловые эффекты следующих реакций: ( — 1) СН, ОН (ж)-(! ° '/, О,(г)=СО,(г/+2Н,О /ж), Л/,; (1) СН3 ОН (ж) СНа ОН /г) Л/3 (1) С (т) + Оэ (г) = СОэ (г), Л/,; !2) Н, (т) + '/,Оэ (г) = Н,О (ж), Л/,. Р е ш е н и е.
Ух<вожак уравнения реакций, тепловые эффекты которых известны, на коэффициенты, указанные в скобках перед реакциями и складывая их, получим уравнения первой реакции. Отсюда Л/э + Л/з + Л/з + 2Л/э 8.8. Определить тепловой эффект Л/, реакции НэО (г) + СО> (г) = Н, (г) + СО, (г), если известны тепловые эффекты реакций: Н, (г) + '/эОэ (г) = Н,О (г); Л/э =-. — 2,42 >< >с !0' кД>к/кмоль; СО (г) + </эО, (г) =- СО> (г); Л/з =- — 2,86 >< Х 10' кДж/кмоль.
8.9. Определить тепловой эффект Л/ реакции А1>О,, (т) + 350, (г) = — А1, (50э) (т), если известны тепловые эффекты образования реагирующих веществ: Л/х<, о, = — 1,67 !0' кДж/кмоль; Л/эо, <,> = — 0,395 10' кДж/кмоль; Л/л<,<зо,><т> = — 3,44 10' кДж/кмоль. 74 8.10. Определить тепловой эффект Ы реакции 2С (т) + ЗН, (г) + '/<О, (г) = С<Н< ОН(г), если известны тепловые эффекты реакции образования в<- ществ С(т)-1-0,(г)=СО,(г); Мсо,<о = — 4,02 10'кДж/кмал<; Н,(г)+'/<О<(г)=Н,О(ж); Мн,о<„,> = — 2,85 1О'кДж/кмоль и тепловой эффект сгорания этилового спирта С,Н< ОН (г) + 30<(г) =2СО,(г) + ЗН<О (ж); Мс,н,он = — !4,15 10'кДж/кмсль. Р е ш е н и е.
Имея в виду, что тепловые эффекты образования СО, и Н<О являются тепловыми эффектамн сгорания углерода н водорода, получим М= — ~~~~ т< <У/„,.< = — (Мс,н,он — 2Мс — ЗМн,) = =!4,15 1О' — 2 4,02 !О" — 3 2,85 10< = =- — 2,44 10«кДж/кмоль. 8.11. Определить тепловой эффект М реакции С (т) + 2Н, (г) = СН, (г), есле известны тепловой эффект сгооання метана Мсн, =: = — 8,875 1Оз кДж/кмоль; тепловои эффект образовайи« углекислоты /</со, = — 4,02 10' кДж/кмоль и тепловой эф- фект образования воды Мн,о< > = — 2,85 10< кДж/кмоль. 8.12. Определить тепловой эффект Л/ сгорания ацетил<:- на (С,Н,) С,Н, (г) + 2,50, (г) = 2СО, (г) + Н,О (г), если известны тепловые эффекты реакции образования в<, ществ Мс,н, = 2,26 1О' кДж/кмоль; Мсо, = — 3,95 1О< кДж/кмоль; Мн,о = — 2,43 10' кДж/кмоль.
Р е ш е н и е. М . ~т< М,зр < — — — 2 3,95 10< — 2,43 10' — 2,26 10" *= = — 1,25 10' кДж/кмоль. 75 8.!3. Определить тепловой эффект Л/п,опэ образова- ния водяного пара, если известны тепловой эффект образова- ния воды Л/н,оыо — — 2,87 10' кДж/кмоль и скрытая теп- лота парообразования г =- 4.10» кДж/кмоль. 8.14. Найти тепловой эффект Л/ реакции СН, (г) + С1, (г) =- СН,С1 (г) + НС1 (г), если известны тепловые эффекты следующих реакций: (1) СН» (г) + 20» (г) = СО, (г) -1- 2Н О (ж); Л /, =- — 8 90 и х 10' кДж/кмольй ( — 1) СН,С1 (г) + '/»О, (г) = СО, (г) -(- Н»0 (ж) + НС! (г); Л/, = — 6,86 10' кДж/кмольп ( — 1) Н» (г) +»/»О» (г) =-Н»О (ж); Л/ == — 2,86 и х 10' кДж/кмоль; (2)~/»Н, (г) +'/»С1» (г) = НС1(г); Л/ =- — 0 92 х Х !0' кДж/кмоль.
8.15. Определить тепловой эффект Л/ реакции Н, (г) +»/эО» (г) = Н,О (г), при температуре 1500 К, если известны тепловой эффект данной реакции при температуре 298 К Л/, .=- — 2,42 к х 10» кДи»/кмоль и истинные молярные теплоемкостн сле- дующих веществ: (Р с,)н,о =33,1+ 0,010Т -)- 1,18 1О-' Тк (рср)о,= 25,52 + 0,0/3Т.— 4,26.10-' Т' (рс„)п, =29,1+0,008+ 2,01 ° 1О-» Т', 8.16. Определить тепловой эффект Л/ реакции Н, (г) + '/,О, (г) = Н»О (г) при температуре 2000 "С, если известны тепловой эффект реакции при температуре 0 "'С Л/, = — 2,42 10' кДж/кмоль н средние моляркые теплоемкости веществ при температуре 2000 'С: (ргл)п.
=31,58 кДж/(кмоль К); (рс, )о, = 35,18 кДж/(кмоль К); (асср)п,о =43,56кДж/(кмоль К) . 8.17. Найти зависимость теплового эффекта Л(/ реакции СО (г) + Н,О (г) =- СО, (г) + Н, (г) 76 от температуры и определить значение его при тек пературе 1000 К, если известны тепловые эффекты при Т =- 300 К реакции: СО (г) + 2/202 (г) = СО2 (г); Л(/со = — 2 847 Х Х 10' кДж/кмоль; Н, (г) + '/»О, (г) = Н,О (г); Ы/~.
= — 2,42 Х Х 10' кДж/кмоль и уравнения для истинных малярных теплоемкостей веществ: (рс»)со =19,59+ 42 10-2 Т; (рс»)н,=19 46+ 3 1'!О 0 Т' (рс»)н,о = 24,074+ 6 5 10 — ' Т + 7 863 10» Т'; (рс»)со, = 21~38+ 1 4 10 ' Т вЂ” 3*677 ! 0 0 Т'. 8.18. Определить тепловой эффект /!(/ сгорания метана СН, (г) + 2О, (г) = СО» (г) + 2Н,О СН,1»1 О, 1»> СО, <»1 И,О 1»1 25 рс» ~, кДж/(киаль К) 27,14 о !200 нс» ~, кДж/(кчаль К) 55,85 о 21,02 28,48 25,52 25,31 42,43 31,51 Решение. Л(/О =Л(/1, + Ъ 0; РС, ~ /2 — ~~ 20 РС„1 ° /„= = — 804000+(42,43+2 31,51 — 55,86 — 2 25,31) 1200— — (28,48 зг 2 25,62 — 27,17 — 2 21,02) 25= = — 805 500 кДж/кмоль. 8.19. Определить зависимость теплового эффекта реак ции 2Н2 (г) + СО (г) = СН 0ОН (г) при температуре /2 = 1200'С, если известны тепловой эф.
фект при температуре 1, = 25'С Лс/н = — 804 000 кДж, /кмоль и средние малярные теплоемкости следующих ве ществ: от температуры при постоянном давлении, если стандартные тепловые эффекты образования СО (г) и СНзОН (г] соответственно равны — 110 10' и — 201 !Оз кДж/кмоль, а зависимость малярной теплоемкости реагентов (кДж/(кмоль. К)1 от температуры (К) описывается следующими уравнениями: (рср)н, — -27,28+ 3 26 10 з Т (рср)со= 28,41+4,10 10 '" Т; (ро„)сн,он=!5,28+105 10 ' Т. Вычислить тепловой эффект этой реакции прн температуре 1000 К. Реве н не.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
