Question

Газ коксовых печей имеет следующий объемный состав: H2=57%; CH4=23%; CO=6%; CO2=2%; N2=12%. Найти кажущуюся молекулярную массу, массовые доли, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15ºC и 100 кПа.

Answer 1

Хорошо, давайте разобьем этот вопрос на несколько частей и рассмотрим каждую по очереди.

1. Найдем кажущуюся молекулярную массу:
Для этого, мы должны знать молекулярную массу каждого компонента газа. Молекулярная масса H2 = 2 г/моль, CH4 = 16 г/моль, CO = 28 г/моль, CO2 = 44 г/моль, N2 = 28 г/моль.
Далее, умножим массовую долю каждого компонента на его молекулярную массу и сложим результаты:
(0,57 * 2) + (0,23 * 16) + (0,06 * 28) + (0,02 * 44) + (0,12 * 28) = 21,39 г/моль
Таким образом, кажущаяся молекулярная масса газа равна 21,39 г/моль.

2. Найдем массовые доли:
Массовая доля каждого компонента газа - это отношение массы данного компонента к общей массе газа. Для этого нужно выразить массу каждого компонента в процентах от общей массы газа. Сумма массовых долей должна быть равна 100%.
Массовая доля H2 = (0,57 * 2) / 21,39 * 100% ≈ 5,33%
Массовая доля CH4 = (0,23 * 16) / 21,39 * 100% ≈ 17,02%
Массовая доля CO = (0,06 * 28) / 21,39 * 100% ≈ 7,01%
Массовая доля CO2 = (0,02 * 44) / 21,39 * 100% ≈ 9,26%
Массовая доля N2 = (0,12 * 28) / 21,39 * 100% ≈ 23,38%
Сумма массовых долей составляет примерно 100%.

3. Найдем газовую постоянную:
Газовая постоянная R = 8,314 Дж/(моль * К)

4. Найдем плотность газа:
Для этого, мы должны знать молярную массу газа (которую уже нашли в первом пункте) и газовую постоянную.
Плотность газа ρ = (P * M) / (R * T)
Где P - давление, M - молярная масса газа, R - газовая постоянная, T - температура (в Кельвинах).
В данном случае, P = 100 кПа = 100 000 Па и T = 15 + 273 = 288 K.
Подставим значения и рассчитаем плотность газа.

5. Найдем парциальные давления:
Парциальное давление каждого компонента газа - это давление, которое былобы этим компонентом, если бы он один находился в рассматриваемом объеме и при той же температуре.
Парциальные давления можно рассчитать по формуле:
Pi = (Xi * P) / 100
Где Pi - парциальное давление, Xi - массовая доля компонента газа, P - общее давление.
Подставим значения и рассчитаем парциальные давления каждого компонента газа.

Надеюсь, это поможет вам понять и решить задачу. Если у вас возникнут вопросы, буду рад помочь!