Amaliy ish №6 ideal gazning holat tenglamasi
Download 50.2 Kb.
|
|
Amaliy ish № 6 IDEAL GAZNING HOLAT TENGLAMASI 1. Ishning maqsadi Gaz aralashmalari uchun ideal gazlar va tenglamalar qonunlari asosida gazlarning asosiy parametrlarini va talab qilinadigan jismoniy miqdorlarni hisoblashning amaliy ko'nikmalarini olish. 2. Masala yechish uchun formulalar namunalari 1- amaliy ishlarni bajarishda "ideal gazlarning qonunlari", "gaz aralashmalari" va "gaz va gaz aralashmalarining issiqlik quvvati"mavzularini diqqat bilan o'rganish kerak. Ayniqsa, termodinamik hisob-kitoblarda barcha hisob-kitoblar SI tizimining birliklarida amalga oshiriladi: bosim paskallarda( Pa), hajmi kub metrda (m3), o'ziga xos hajm – kilogramm kub metrda (m3/kg) va harorat – Kelvin darajasida (K). Tizimsiz o'lchov birliklaridan miqdorlarni si tizimiga o'tkazish uchun P1 jadvalidan foydalaning. Gazlarning asosiy parametrlarini hisoblashda ideal gazlar qonunlarining asosiy formulalari va nisbatlaridan foydalanish kerak: 1) Boyl-Mariott qonuni (T=const) 2) Sharl qonuni (v=const) 3) Gey-Lyussak qonuni (p=const) 4) ideal gaz holatining tengligi: a) 1 kg gaz uchun b) m kg gaz uchun Gaz doimiysi quyidagi formula bilan belgilanadi Bu yerda -universal gaz sobit ( =8314 J/(kmol•K); - gazning molyar massasi (jadval bo'yicha aniqlanadi).P2). Gaz aralashmalarini hisoblashda hisoblash usuli gaz aralashmasini aniqlash usuliga bog'liqligini bilish kerak. Massa ulushi (gi) orqali aralashmasi belgilangan bo'lsa, gaz doimiy aralashmasi formula hisoblanadi Bu yerda -aralashmaning gaz doimiy komponentlari; - komponentlarning massa ulushi. Aralashmaning massa ulushi (ri) orqali o'rnatilganda, aralashmaning gaz doimiy formulasi Bu yerda -formula bilan aniqlangan aralashmaning molyar massasi Bu erda -aralashmaning tarkibiy qismlarining molyar massasi; - aralashmaning tarkibiy qismlarining katta qismi. Pi aralashmasining tarkibiy qismlarining qisman bosimi formula bo'yicha Pсм aralashmasining volumetrik loblari va bosimi bilan aniqlanadi Berilgan yoki ajratilgan issiqlik miqdori Q, kJ, gaz (aralash) ishtirok etadigan jarayon turiga qarab hisoblab chiqiladi. P = const da formulalar qo'llaniladi Bu yerda m - gaz massasi (aralash), kg ; cp- massa izobariknaya issiqlik sig'imi, kJ/(kg•K); ∆T- ish tanasining oxirgi va boshlang'ich isitish harorati (sovutish) o'rtasidagi farq, ºC. V = const da formulalar qo'llaniladi Bu yerda m - gaz massasi (aralash), kg ;cp - massa izobarik issiqlik sig'imi, kJ/(kg•K); ∆T – ishchi jismning oxirgi va boshlang'ich isitish harorati (sovutish) o'rtasidagi farq, ºC. Haroratga qarab issiqlik sig’imini aniqlashda P3 jadvalidan foydalanish kerak. Issiqlik quvvati doimiy deb hisoblansa, uni hisoblash uchun massa va kilomol issiqlik sig’imi va xajmiy kilomol issiqlik sig’imi o'rtasidagi nisbatlardan foydalanishingiz mumkin (qarang: jadval.P1-2). Aralashmaning issiqlik quvvatini aniqlashda aralashmani aniqlash usulini hisobga olish kerak. Agar aralash massa bilan belgilangan bo'lsa, aralashmaning issiqlik sig’imini formula bilan aniqlanadi Agar u katta hajmli qismlar bilan ta'minlangan bo'lsa, quyidagi formuladan foydalaning Aralashmaning tarkibiy qismlarining issiqlik sig’imi yuqorida ko'rsatilgan ko'rsatmalarga muvofiq belgilanadi. Masala yechish namunalari 1-masala. Dastlabki bosimda gaz P1=100 kPa V1 = 0,05 m3 hajmni egallaydi. Gaz harorati doimiy bo'lsa, V2=0,35 m3 hajmda qanday bosim ostida oladi? Yechim: Chunki T=const, gaz Boyl-Mariottg a bo'ysunadi va uning parametrlari nisbati bilan bog'liq Shuning uchun Masala 2. P1=5 bar bosimida gaz T1=25 ºC haroratiga ega. Agar uning hajmi o'zgarmasa, bu gazning haroratini P2=8 bar bosimida aniqlang. Yechim: V = const da, gaz qonunga bo'ysunadi Sharl va uning bosimi mutlaq haroratga bevosita proportsionaldir O'lchov birliklarining si tizimiga o'tkazilishini amalga oshiramiz (jadvalga qarang.P1-1). P1 = 5 bor=5•0,1•105=0,5•105 Pa; P2= 8 bor=8•0,1•105=0,8•105 Pa; T1=25 + 273 = 298 K. Masala 3. Metan (CH4) p=1 at bosimda va t=20 ºC haroratda V=400 l hajmini egallaydi. Metan massasini va gazning og'irligini aniqlang. Yechim: O'lchov birliklarining si tizimiga o'tkazilishini amalga oshiramiz (jadvalga qarang.P1-1). р=1 ат=9,8·104 Pа; T=20+273=293 К; V=0,4 м3.Metanning molyar massasi jadvalda aniqlanadi.P2. M = 16 kg / kmol. Metan uchun universal gaz doimiysi quyidagi formula bilan j/(kg•K) tomonidan topilgan. Metanning massasi davlat tenglamasidan aniqlanadi Bu yerda kg. Nyuton qonuniga ko'ra, biz gazning tortishish kuchini topamiz N. Masala 4. T1=30 ºC haroratida gaz V1=500 sm3 hajmini egallaydi. T2=5 ºC haroratida uning bosimi o'zgarmasa, qanday hajmda bo'ladi? Yechim: P = const gazida Gey-Lyussak qonuniga bo'ysunadi va uning hajmi mutlaq haroratga bevosita proportsionaldir O'lchov birliklarining si tizimiga o'tkazilishini amalga oshiramiz (jadvalga qarang.P1-1). T1 = 30 + 273=303 K; T2 = 5 + 273 = 278 K; V1=500•10-6 m3. Oxirgi hajmi m3. Masala 5. Tutun gazlari M=2 kg massa aralashmasi bo'lib, V=10 m3 hajmini t=700 k haroratida egallaydi.: Rcm gazining doimiy aralashmasini, PCM aralashmasining bosimini va aralashmaning tarkibiy qismlarining qisman bosimini aniqlang. Yechim: Chunki aralash miqdori bilan belgilanadi, keyin quyidagi hisoblash tartibini qo'llaymiz: 1) jadvalda.P2 komponentlarning molyar massasini aniqlang 2) aralashmaning molyar massasini formula bilan aniqlang 3) formuladan foydalanib aralashmasinining gazi doimiysini toping 4) aralashmaning bosimi aralash uchun Boyl-Mariott tenglamasidan aniqlanadi Bu yerdan kelgan 5) komponentlarning parsial bosimini aniqlang: Masala 6. Massa m=10 kg bo'lgan kislorod (O2) T1=273 K xaroratidan T2=313 K xaroratgacha doimiy bosim ostida isitiladi.Jadvallardan foydalanib, gazning o'rtacha issiqli sig’imini aniqlang va qizdirilganda yetkazilgan issiqlik miqdorini hisoblang. V=10 m3 hajmli bir xil gaz T1=45 ºC haroratidan t2=15 ºC haroratgacha doimiy hajmda sovutiladi. Issiqlikning doimiy quvvatini hisobga olgan holda gazdan ajratilgan issiqlik miqdorini aniqlang. Yechim: Birinchi ish. 1) jadvalda.P3 o'rtacha haroratda kislorodning massa izobarik issiqlik sig’imini aniqlaydi (Tcp=(T1+T2)/2=(273+313)/2=343 K = (343-273) = 70 ºC ). CP = 0,9257 kJ/(kg•K). 2) issiqlik miqdori formula bilan aniqlanadi Ikkinchi ish. 1) chunki kislorod diatomik gazdir, uning volumetrik isochoric issiqlik quvvati jadval formulasi bilan aniqlanishi mumkin.P1-2 kJ/(kg•K). 2) ajralgan issiqlik miqdori quyidagi formula bilan aniqlanadi Masala 7. 500 m3 tabiiy gaz tarkibiga qancha issiqlik qo'shilishi kerak: CH4=92,8%; C2H6=3,9%; C3H8=1.0%; C4N10=0.4%; C5N12=0,3%; CO2 = 0,1%; N2 = 1,5%; T1=20 ºC haroratidan t2=1500 ºC haroratgacha qizdirish uchun? Komponentlarning issiqlik quvvati doimiy hisoblanadi. Yechim: 1) aralashmaning volumetrik issiqligini formula bilan aniqlang Quyidagi belgilarni kiriting: - metanning volumetrik issiqlik quvvati va massa ulushi (CH4); - etanning volumetrik issiqlik quvvati va volumetrik ulushi (S2N6); - propanning volumetrik issiqlik quvvati va volumetrik ulushi (C3N8); - butanning volumetrik issiqlik quvvati va volumetrik ulushi (C4N10); - pentanning volumetrik issiqlik quvvati va volumetrik ulushi (C5N12); - volumetrik issiqlik quvvati va karbonat angidrid miqdori (CO2); - volumetrik issiqlik quvvati va azotning massa ulushi (N2). Komponentlarning volumetrik issiqlik quvvati gazlarning atomikligiga qarab aniqlanadi. Buning uchun qiymatlar jadvaldan olinadi.P1-2. Metan, etan, propan, Butan, pentan va karbonat angidrid – uch va ko'p atomli gazlar, shuning uchun kJ/(m3•K). Azot ikki atomli gazdir, shuning uchun kJ/(m3•K) xajmiy issiqlik sig’imi. kJ/(m3•K). 2) formula bo'yicha berilgan issiqlik miqdorini hisoblang 3. Adabiyot 3.1. Б.П.Поршаков «Основы термодинамики и теплотехники», гл.1 §§2-4, гл.2 §§1-3 3.2. А.М.Литвин «Теоретические основы теплотехники», §§ 1.1-1.4. 4. Topshiriq 4.1. Hisoblash uchun ma'lumotlar (variantlar bo'yicha) jadvallardan olinadi 1.1-1.5. 4.2. 1.1-1.5 Masala shartlariga muvofiq kerakli qiymatlarni hisoblang. 5. Hisobot talablari 5.1. Ish raqami, mavzu, maqsad. 5.2. Masala shartlarini yozing. 5.3. Hisob-kitoblar, formulalarini umumiy rasmda yozishni boshlaydi. 5.4. XBS tizimida ko'rsatilgan miqdorlarning o'lchansin. 6. Ish texnologiyasi 6.1. Masalani variantingiz ma'lumotlariga muvofiq bajaring (1.1-1.5 jadvallarini ko'ring). 6.2. Nazorat savollariga yozma ravishda javob bering. 7. Nazorat savollari 7.1. Ideal gaz tushunchasi. Ideal gazlar qonunlari. 7.2. Gaz doimiy moddasining jismoniy ma'nosi. 7.3. Haqiqiy gaz va ideal o'rtasidagi farq nima? 7.4. Gaz aralashmasini aniqlash usullari. Gaz doimiy aralashmasi qanday aniqlanadi? 7.5. Dalton Qonuni. Aralashmaning tarkibiy qismining qisman bosimi qanday aniqlanadi? Topshiriq jadvallari Masala 1.1. Jadvalning dastlabki ma'lumotlariga ko'ra.1.1. aniqlash: a) ma'lum P2, P3 va V1 uchun V2, m3 oxirgi hajmi; b) P2, kPa ning oxirgi bosimi ma'lum V1, V2 va P1. Таблица 1.1.
Masala 1.2. Jadvalning dastlabki ma'lumotlariga ko'ra.1.2 aniqlash: a) ma'lum P2, T1, P2 bilan oxirgi harorat; b) P2 ning oxirgi bosimi ma'lum bo'lgan P1, t1, t2. Jadval 1.2
Masala 1.3. Gazgoldere bosim p, kPa va t, °C haroratda, gaz V, m3 hajmini egallaydi. Gaz massasini va gazning og'irligini hisoblang. Dastlabki ma'lumotlar jadvaldan olinadi.1.3. Jadval 1.3.
Masala 1.4. Jadvalning dastlabki ma'lumotlariga ko'ra.1.4. aniqlash: a) V1, t1 va t2 ma'lum V2, m3 oxirgi hajmi; b) ma'lum V1, V2 va t1 ostida t2, °C oxirgi harorat. 1.4 jadval
Masala 1.5. m, kg massa miqdori bilan belgilangan va V, m3 hajmini t aralashmasi haroratida egallagan gaz aralashmasi uchun K aniqlanishi kerak: 1) gaz doimiy aralashmasi; 2) aralashmaning bosimi; 3) aralashmaning tarkibiy qismlarining qisman bosimi. Dastlabki ma'lumotlar jadvaldan olinadi.1.5. Jadval 1.5.
Download 50.2 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||