jest ktos wstanie pomoc mi rozwiazac to zadanie?
W zbiorniku o objętości 2m3 znajduje się dwutlenek węgla (CO2) o nadciśnieniu 0,9 MPa i temperatirze 320K. W ściance zbiornika jest wbudowany zawór bezpieczeństwa, którego grzybek o powierzni A = 25cm2 dociskany jest ciśnieniem otoczenia 2 bar oraz spręzyną o stałej sile nacisku 2 kN. Na skutek ogrzania gazu do 360 K jego część odpłynęła przez zawór do otoczenia. Ile moli gazu wypłynęło przez zawór do otoczenia? Jaki jest procent początkowej masy gazu w zbiorniku? Jakie byłoby Ciśnienie gazu w zbiorniku, gdyby ochłodzić go do początkowej temperatury?
dziekuje za pomoc. mam nadzieje:P
zadanie termodynamika
Re: zadanie termodynamika
Tranzystorpolarny,
Zawór bezpieczeństwa nie otwiera się dopóki ciśnienie w zbiorniku jest mniejsze niż siły/ciśnienia zamykające ten zawór. Zawór bezpieczeństwa zamykany jest na skutek działania dwóch sił:
F1 = 2 kN ( od sprężyny ) oraz F2 = A*po = 25 cm2 * 2*0,9861 ( przelicznik bar na atm ) – od otoczenia.
Siła zamykająca zawór bezpieczeństwa wynosi: Fo = 203,9 kG plus 49,31 kG = 253,21 kG
Zawór ten otworzy się powyżej ciśnienia w zbiorniku wynoszącego: F0/S = 253,21/25 = 10,13 atm
W zbiorniku ( nadciśnienie początkowe ) wynosi: 0,9 MPa = 8,882 atm
Widać zatem, że początkowe ciśnienie w zbiorniku nie otwiera zaworu bezpieczeństwa ( 10,13 atm jest większe niż 8,882 atm )
Z Clapeyrona: pV=nRT
p = ( 8,882 +2 )*101325 = 1102618,7 Pa
V = 2 m3
R = 8315
T = 320 K
n = pV/RT = 1102618,7*2/8315*320 = 0,8288 moli CO2
Po ogrzaniu gazu od temp. 320K do 360 K jego ciśnienie wzrosło do:
p2= T2*p/T1 = 360*1102618,7/320 = 1240446 Pa = 1,240446 MPa = 12,24 atm
Na skutek działania zaworu bezpieczeństwa ciśnienie zmalało do wartości 10,13 atm ( ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa ).
Z uwagi, że w ustalonych warunkach objętości i temperatury oraz przy niezmiennej wielkości stałej gazowej zależność pomiędzy ilością moli a ciśnieniem będzie:
p1/n1 =p2/n2
n2 = p2/p1 *n1
n2 = 10,13/12,24 *0,8288 = 0,6859 moli CO2
Odp. Ze zbiornika wypłynęło 0,1429 mola CO2 co stanowi k = 0,8288-0,6859/0,8288 *100% = 17,24% początkowej masy CO2.
Co do ostatniej kwestii – zastosuj Clapeyrona i otrzymasz odpowiedź.
p.s. Równanie Clepeyrona odnosi się do warunków bezwzględnych ciśnienia i temperatury. Jeśli mamy do czynienia z nadciśnieniem ( jednostki atm ) to należy to bezwzględnie wziąć pod uwagę.
Zawór bezpieczeństwa nie otwiera się dopóki ciśnienie w zbiorniku jest mniejsze niż siły/ciśnienia zamykające ten zawór. Zawór bezpieczeństwa zamykany jest na skutek działania dwóch sił:
F1 = 2 kN ( od sprężyny ) oraz F2 = A*po = 25 cm2 * 2*0,9861 ( przelicznik bar na atm ) – od otoczenia.
Siła zamykająca zawór bezpieczeństwa wynosi: Fo = 203,9 kG plus 49,31 kG = 253,21 kG
Zawór ten otworzy się powyżej ciśnienia w zbiorniku wynoszącego: F0/S = 253,21/25 = 10,13 atm
W zbiorniku ( nadciśnienie początkowe ) wynosi: 0,9 MPa = 8,882 atm
Widać zatem, że początkowe ciśnienie w zbiorniku nie otwiera zaworu bezpieczeństwa ( 10,13 atm jest większe niż 8,882 atm )
Z Clapeyrona: pV=nRT
p = ( 8,882 +2 )*101325 = 1102618,7 Pa
V = 2 m3
R = 8315
T = 320 K
n = pV/RT = 1102618,7*2/8315*320 = 0,8288 moli CO2
Po ogrzaniu gazu od temp. 320K do 360 K jego ciśnienie wzrosło do:
p2= T2*p/T1 = 360*1102618,7/320 = 1240446 Pa = 1,240446 MPa = 12,24 atm
Na skutek działania zaworu bezpieczeństwa ciśnienie zmalało do wartości 10,13 atm ( ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa ).
Z uwagi, że w ustalonych warunkach objętości i temperatury oraz przy niezmiennej wielkości stałej gazowej zależność pomiędzy ilością moli a ciśnieniem będzie:
p1/n1 =p2/n2
n2 = p2/p1 *n1
n2 = 10,13/12,24 *0,8288 = 0,6859 moli CO2
Odp. Ze zbiornika wypłynęło 0,1429 mola CO2 co stanowi k = 0,8288-0,6859/0,8288 *100% = 17,24% początkowej masy CO2.
Co do ostatniej kwestii – zastosuj Clapeyrona i otrzymasz odpowiedź.
p.s. Równanie Clepeyrona odnosi się do warunków bezwzględnych ciśnienia i temperatury. Jeśli mamy do czynienia z nadciśnieniem ( jednostki atm ) to należy to bezwzględnie wziąć pod uwagę.
-
- Posty: 2
- Rejestracja: 27 maja 2014, o 11:26
-
- Podobne tematy
- Odpowiedzi
- Odsłony
- Ostatni post
-
- 2 Odpowiedzi
- 3756 Odsłony
-
Ostatni post autor: katy94
21 wrz 2017, o 21:41
-
- 2 Odpowiedzi
- 6682 Odsłony
-
Ostatni post autor: Nitrogenium32
26 cze 2014, o 10:23
-
- 3 Odpowiedzi
- 4575 Odsłony
-
Ostatni post autor: plontaj
27 lis 2014, o 16:53
-
- 1 Odpowiedzi
- 7543 Odsłony
-
Ostatni post autor: Adax82
30 paź 2015, o 14:19
Kto jest online
Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości