Указания к выполнению домашней контрольной работы
1. Студент выполняет одну контрольную работу. Номер варианта, по которому берутся исходные данные для расчетов, определяется по последней цифре шифра.
2. Работа, выполняется в отдельной тетради, на обложке которой на специальном бланке нужно указать фамилию, инициалы, шифр, номер контрольной работы (№ 1), дату ее отправки в университет и адрес студента.
3. Задачи контрольной работы должны иметь те номера, под которыми они стоят в методических указаниях. Условие задачи необходимо переписывать полностью.
4. Решение задачи должно быть кратко обосновано. Не следует обозначать одну и ту же величину разными символами, равно как различные величины одинаковыми символами.
5. Если отдельные задачи вызывают значительные затруднения в решении, необходимо оформить работу, приведя в соответствующих местах попытки решения, а также указав ваши соображения и затруднения.
6. В конце работы необходимо перечислить использованную литературу.
7. Получив проверенную работу (как с отметкой «зачтено», так и с «не зачтено»), необходимо тщательно изучить все замечания рецензента, уяснить свои ошибки и внести исправления. Повторно оформленная работа высылается на рецензию обязательно вместе с тетрадью, в которой был выполнен предыдущий вариант работы, с рецензией.
1. Расчет газовых смесей
Состав газовой смеси определяется количеством каждой из компонент, входящих в данную смесь либо непосредственно, либо долями.
Массовая доля определяется отношением массы отдельного газа, входящего в смесь, к массе всей смеси:
.
(1)
Объемной долей называют отношение объема каждого компонента, входящего в смесь, к объему всей газовой смеси при условии, что объем каждого компонента отнесен к давлению и температуре смеси:
.
(2)
Давление, которое оказывает одна из компонент смеси при условии, что она занимает весь объем, называется парциальным. Для смеси идеальных газов давление смеси равно сумме парциальных давлений компонент смеси (закон Дальтона):
(3)
Для газовых смесей вводится понятие кажущаяся (эффективная) молярная масса.
,
(4)
если состав смеси задан массовыми долями;
,
(5)
если состав смеси
задан объемными долями (
- молярная масса i-й
компоненты).
Для идеального газа справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона:
,
(6)
где р – давление,
Па; V
– объем, м3;
m
– масса, кг;
- молярная масса,
;
- универсальная газовая постоянная; Т
– температура,К.
Уравнение (6) также применимо к смеси идеальных газов, при этом под молярной массой необходимо понимать эффективную молярную массу смеси:
.
(7)
Задание.
В камере объемом V
содержится m1
кг кислорода, m2
кг азота и m3
кг неона. Температура смеси газов Т.
Определить парциальные давления
компонент, давление смеси, а также
эффективную молярную массу смеси.
Компоненты считать идеальными газами.
Молярная масса кислорода
,
азота -
;
неона -
.
-
Последняя цифра шифра
m1, кг
m2, кг
m3, кг
V, м3
Т, К
1
0,1
1
0,02
2
300
2
0,2
0,9
0,04
4
400
3
0,3
0,8
0,06
6
500
4
0,4
0,7
0,08
8
600
5
0,5
0,6
0,1
10
700
6
0,6
0,5
0,12
12
800
7
0,7
0,4
0,14
14
900
8
0,8
0,3
0,16
16
1000
9
0,9
0,2
0,18
18
1100
0
1
0,1
0,2
20
1200