Transcript 5 Termo-smìsi plynù

Směsi plynů
Rozdělení výpočtu plynů :
 Ideální plyn
(řídí se stavovou rovnicí, cp, cv = konst.)
 Zjednodušený výpočet reálného plynu
( řídí se stavovou rovnicí, cp, cv = f (t) )
 Výpočet reálných plynů
( neřídí se stavovou rovnicí, cp, cv = f (t, p) )
Pravá měrná tepelná kapacita pro teplotu t:
cpt [ kJ.m-3n.K-1 ]
Střední měrná tepelná kapacita pro teplotu t:
cplt0 [ kJ.m-3n.K-1 ]
cpt
Aritmetický průměr
t
cpl0
cp0
0
t [ oC ]
Směsi plynů
Nádoba o objemu 5 m3 obsahuje kyslík a dusík s celkovým tlakem 0,1 MPa.
Parciálníobjemy
tlak kyslíku
Parciální
složek
Po vložení fiktivního filtru dochází k roztřídění kyslíku vlevo (1/5) a vpravo dusíku (4/5).
Veškerý dusík vyčerpáme z nádoby do balónu vpravo.
a) Jaký je tlak (O2) v původní nádobě ?
Co je to parciální tlak?
b) Dusík vtlačíme nazpět do nádoby. Jaký je nyní tlak (O2) v nádobě ? Co je to
parciální objem ?
Princip Daltonova zákona:
Směsi plynů
objemové koncentrace
molová hmotnost
hmotnostní koncentrace
n
n
m
ni
V
M
  .M i   i .M i
n i 1 n
i 1 V
M
m

n
m
n

i 1
měrná plynová
konstanta
hustota
n
V M
 i. i
Vm i 1 V Vm
n
Vi ,n
i 1
Vn
n  
měrná tepelná
kapacita

n

i 1
r 
mi 1
.
m Mi
mi
 m .r
i
i 1
Obdobně pro hmotnostní
koncentrace
22,4
n 
. i ,n
n
n
Vi
[J.mn-3.K-1]


c   .ci
i 1 V
Přepočet mezi objemovými a
hmotnostními koncentracemi
1
n
R
r
M
 M
mi
.
Mi

c

i 1
1
n
mi 1
.

m
 i ,n
i 1
-1 -1
mi
.ci [J.kg .K ]
m
mi ni Mi Vi Mi Vi mi M

.

.

.
V
m
Mi
m
n. M
V M
Směsi plynů
Adiabatické míšení plynů
Izobarické míšení plynů
za stálého tlaku:
t=
t1
t2
0
t
0
t
0
0
V1.c p1 .t1 + V2 .c p 2 .t 2
V1.c p1 + V2 .c p 2
V 
Izochorické míšení plynů
za stálého objemu:
m.r .T
T
 m1.r1  m2 .r2 .
p
p
t1
t=
t2
V1.cv 1 0 .t1 + V2 .cv 2 0 .t 2
(V .c
1
t
t
v 1 0 + V2 .cv 2 0
p  p1  p2 
)
m1 .r1 .T m2 .r2 .T

V
V
Vn1; tsp1
Vn2;
tsp2
(Vn1+Vn2);
tsp
V1, p1, t1
M1
V2, p2, t2
M2