Решение

При общем давлении в 0,1 МПа (растворение идет при нормальном давлении) парциальное давление метана будет 0,09, а этана 0,01 МПа. Известно, что при температуре 0 ⁰С в 100 см³ воды растворяется 5,56 см³ метана и 9,87 см³ этана. При указанных выше парциальных давлениях будет растворяться:

метана 0,9∙5,56=4,91 см³

этана 0,1∙9,89=0,99 см³

Итого 5,9 см³

Состав растворенной газовой смеси (в %):

метана 4,91∙100/5,9=83,3

этана 0,99∙100/5,9=16,7

Задачи

Задача 1.1. В цилиндре с подвижным поршнем находится 1 часть кислорода и 1 часть метана в состоянии термодинамического равновесия. Определить соотношение объемов.

Ответ: 0,5

Задача 1.2.Компрессор подает кислород в резервуар емкостью 3 м³. Избыточное давление его увеличивается от 0,1 до 6 ат, а температура от -15 ^оС до +30 ^оС. Определить количество закачанного кислорода, если барометрическое давление 745 мм рт. ст.

Ответ: 21,7 кг

Задача 1.3.Сжатый воздух в баллоне имеет температуру t = 15 ^oС, давление 4,8 МПа. Во время пожара температура воздуха поднялась до 450^оС. 1. Взорвется ли баллон, если известно, что при этой температуре он может выдержать давление не более 9,8 МПа. 2. При t = 800 ^oС и давлении 1 ат плотность газа 0,45 кг/м³. Определить что это за газ.

Ответ: аргон

Задача 1.4.Баллон с кислородом емкостью 20 л находится под давлением 10 МПа при t = 15 ^oС. После израсходования части кислорода давление понизилось до 7,6 МПа, а температура упала до 10^oС. Определить массу израсходованного кислорода.

Ответ: 0,606 кг.

Задача 1.5.В баллоне с метаном первоначальное давление составляло 320 кПа. При той же температуре повысили давление в баллоне до 5000 кПа. Во сколько раз изменится плотность метана?

Ответ: в 15,6 раза.

Задача 1.6.В газгольдер при температуре 27⁰С закачано 100000 м³ коксового газа. Какой объем будет занимать указанное количество газа при температуре 270 ⁰С.

Ответ: 181000 м³.

Задача 1.7. Под давлением 100 кПа и при температуре 123⁰С находится 4,2 кг метана. Какой объем занимает метан?

Ответ: 0,86 м³.

Задача 1.8.Какова масса 10 м³ водорода, 10 м³ азота и 10 м³ метана при 10 ат и 100⁰С?

Ответ: H₂=6,37 кг; N₂ = 88,5 кг; CH₄ = 50,6 кг.

Задача 1.9. Имеются газы: метан - 0,8 м³ при 10 ат (0,98 МПа), этан - 0,6 м³ при ат (0,59 МПа) и пропан - 0,4 м³ при 4 ат (0,39 МПа)

Найти давление их смеси в объеме 1 м³ и молярные концентрации.

Задача 1.10.Определить, сколько углекислоты (СО₂) может раствориться в 15 т воды при нормальном давлении и температуре 20 ⁰С.