Методические указания и контрольные задания для учащихся заочников по специальности 2 48 01 35 «Переработка нефти и газа» Новополоцк (стр. 10 из 15)
81. При 20 °С и 98600 Па объем водорода равен 2,5 м3. Рассчитайте объем этого газа при н.у. Определите плотность водорода при заданных температуре и давлении.
82. Определите, во сколько раз увеличится объем оболочки стратостата при подъеме, если температура при старте была -10 °С, давление 1,02·105 Па; на высоте 22 км температура стала -55 °С, а давление 5332 Па?
83. До какой температуры нужно нагреть диоксид углерода, чтобы при 2,253·105 Па он занял объем 137 м3, если при 15 °С и 100600 Па его объем равен 290 м3?
84. При 17 °С и 104000 Па масса 624 см3 газа составляет 1,560 г. Определите молекулярную массу газа (кг).
85. При 39 °С и 98740 Па масс 640 см3 газа равна 1,73 г. Вычислите молекулярную массу (кг) газа и его плотность при 20 °С.
86. Вычислите молекулярную массу (кг) газа и его плотность при 40 °С, если 24 г его при 0 °С и 2,026·105 Па занимают объем 5,6 л.
87. Вычислите давление, которое создает 1 кмоль диоксида серы, находящегося в объеме 10 м3 при 100 °С, использовав для этого уравнения состояния идеального и реального газов. Сопоставьте полученные результаты и сделайте заключение о возможности применения в расчетах при заданных условиях уравнения Менделеева-Клапейрона.
88. Вычислите давление 1 моль диоксида серы при 100 °С, заключенного в сосуд вместимостью 1 л, использовав для этого уравнения Ван-дер-Ваальса и состояния идеального газа. Сравните оба результата.
89. Вычислите давление 1 моль сероводорода при 127 °С, находящегося в сосуде вместимостью 500 см3, используя для этих целей уравнения Ван-дер-Ваальса и Менделеева-Клапейрона. Сопоставьте полученные результаты.
90. По уравнению Ван-дер-Ваальса вычислите температуру, при которой объем 1 кмоль сероводорода под давлением 6,66·106 Па станет равным 500 л.
91. Определите объем 1 кмоль азота при 100 °С и 6,79·107 Па с учетом коэффициента сжимаемости газа при указанных условиях. Критические температуру и давление азота найдите по справочнику.
92. Определите плотность и массу диоксида углерода (кг), содержщегося в сосуде вместимостью 1 л под давлением 2,216·108 Па и 300 °С с учетом коэффициента сжимаемости газа. Критические параметры СО2 найдите по справочнику.
93. В баллоне вместимостью 20 л при 18 °С находится смесь из 28 кг кислорода и 24 аммиака. Определите парциальные давления каждого из газов и общее давление смеси.
94. В сосуде вместимостью 5000 м3 при 47 °С содержится смесь из 10 кг азота, 1 кг аммиака и 2 кг водорода. Вычислите парциальные объемы и давления газов, образующих смесь, и общее давление газовой смеси.
95. Рассчитайте парциальные давления и парциальные объемы газов в газовой смеси, состоящей из 40 г этилена и 30 г метана и находящейся в сосуде вместимостью 100 л при 25 °С.
96. В сосуде вместимостью 3000 м3 при 67 °С содержится смесь из 5 кг СО2, 3 кг СО и 1 кг О2. Вычислите парциальные объемы газов и газовой смеси.
97. Газовая смесь приготовлена из 3 л метана при давлении 95940 Па, 4 л водорода при давлении 83950 Па и 1 л оксида углерода при давлении 108700 Па. Объем смеси равен 8 л. Определите парциальные давления, парциальные объемны отдельных газов смеси и общее давление смеси газов.
98. Смешивают 3 л азота, находящегося под давлением 95940 Па, с 2 л кислорода. Объем смеси 5 л, общее давление 104200 Па. Под каким давлением был введен кислород?
99. Сухой воздух имеет примерно состав (об.доли, %); N2 78,09; О2 20,95; Аr 0,93; СО2 0,03. Каковы парциальные давления газов, входящих в состав воздуха, при нормальном атмосферном давлении?
100. Смесь, содержащая азот и 0,854 моль водорода, при давлении 3,55·105 Па и 20 °С занимает объем 25 л. Определите число молей и массу азота.
101. Сухой коксовый газ после улавливания из него химических продуктов имеет состав (об.доли, %): Н2 56,7; СО 6,0; СО2 3; О2 0,8; СН4 26,0; N2 5,0; С2Н4 2,5. Вычислите массу 1 м3 коксового газа при 82 °С и 100500 Па. Каков состав коксового газа в массовых долях (%)?
102. Азотоводородная смесь для синтеза аммиака имеет состав (об.доли, %): Н2 75,0 и N2 25,0. Вычислите массу 1 м3 азотоводородной смеси при 27 °С и 2,4·107 Па. Выразить состав этой смеси в кмоль/м3 при заданных условиях.
103. Подсчитайте плотность азотокислородной смеси при н.у., если она содержит 55 % N2 и 45 % О2.
104. В конденсатор из дефлегматора за 1 ч поступает в виде паров (кг): бензола 821, толуола 236, ксилола 45, сольвентов (триметилбензола) 23, поглотительного масла 125, водяных паров 650. Выразите состав поступающих паров в объемных долях (%) и определимте парциальные давления паров каждого из веществ, если общее давление 101325 Па. Молекулярная масса поглотительного масла 170.
105. Средняя массовая теплоемкость паров бензола в пределах температур 85-115 °С (при нормальном атмосферном давлении) равна 1,257 кДж/(кг·К). Вычислите средние молярные теплоемкости бензола при постоянных давлении и объеме и их соотношение
р/ v.106. Температурная зависимость истинной молярной теплоемкости воздуха выражается уравнением
Ср = 27,2 + 0,0042Т
Вычислите: а) истинную молярную и массовую теплоемкость воздуха при постоянных давлении и объеме при 400 °С, если соотношение
р/ v для воздуха равно 1,4 ; б) среднюю теплоемкость в интервале температур 200-500 °С. Приведенная молекулярная масса воздуха (с учетом аргона) 28,96.107. Температурная зависимость истинной молярной теплоемкости гематита Fе2О3 выражается уравнением
Ср = 103,58 + 67,21·10-3Т – 17,74·105Т-2
Определите количество теплоты (кДж), необходимое для нагревания 1 кг гематита от 16 до 1538 °С.
108. Зависимость молярной теплоемкости паров ацетона от температуры выражается уравнением
Ср = 31,59 + 154,94·10-3Т – 30,38·10-6Т2
Вычислите расход теплоты (Дж) на нагревание 116,2 г ацетона от 298 до 500 К.
109. Вычислите количество выделившейся теплоты при изобарном охлаждении 100 кг формальдегида от 500 до 200 °С, если температурная зависимость молярной теплоемкости [кДж/(кмоль·К)] выражается уравнением
Ср = 20,94 + 0,0586Т – 0,0156·10-3Т2
110. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 10 кг паров изопрена от 127 до 227 °С при нормальном давлении, если температурная зависимость истинной молярной теплоемкости [кДж/(кмоль·К)] выражается формулой
Ср = 3,98 + 0,337Т – 0,1243·10-3Т2
111. Какое количество теплоты выделится при изобарном охлаждении (при нормальном давлении) 5 м3 водяных паров от 500 до 200 °С, если температурная зависимость истинной объемной теплоемкости [кДж/(кмоль·К)] выражается формулой
с´ = 1,55 + 4,64·10-5t + 2,55·10-7t2
112. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 50 кг этилена от 200 до 500 °С при нормальном давлении? Средние молярные теплоемкости этилена, [кДж/(кмоль·К)]:
200 = 48,6; 500 = 62,5.113. Вычислите среднюю молярную теплоемкость аммиака в интервале от 100 до 200 °С, если
С
= 29,8 + 25,48·10-3Т – 1,67·105Т-2114. Зависимость молярной теплоемкости ацетилена от температуры выражается формулой
Ср = 23,46 + 85,77·10-3Т – 58,34·10-6Т2
Вычислите среднюю массовую теплоемкость (
р) ацетилена в интервале температур от 400 до 500 К.115. Вычислите истинную молярную теплоемкость бензола при 30 °С, если
р = 86,74 + 0,1089t116. Вычислите истинные молярную, объемную и массовую теплоемкости этилена при 37 °С, если
р = 46,06 + 0,03268t117. Определите средние молярную, массовую и объемную теплоемкости оксида углерода при постоянном объеме от 0 до 500 °С, если в интервале температур от 0 до 1500 °С
= 29,08 + 0,002818t118. Определите среднюю объемную теплоемкость сухого коксового газа при 100 °С состава (об.доли, %): Н2 56,7; СО 6,0; СО2 3,0; О2 0,8; СН4 26,0; N2 5,0; С2Н4 2,5. Объемные теплоемкости [кДж/(см3·К)] компонентов коксового газа при 100 °С соответственно равны 1,299; 1,286; 1,751; 1,920; 1,630; 1,282; 2,200.
119. Найдите разность между
р и v при 25 °С для следующих реакций:N2 + 3Н2 D 2NН3; 2SО2 + О2 D 2SО3 (г)
2С (гр) + О2 = 2СО; NН4Сl (тв) D NН3 + НСl
120. Определите разность между
р и v при 500 °С для реакций :СО2 + Сгр = 2СО; 3С2Н2(г) " С6Н6 (г)
121. Тепловой эффект реакции ½N2 + 3/2Н2 D NН3 при постоянном давлении
р = 46,26 кДж/моль при 25 °С. Определите v для этой реакции при этой же температуре.