Вычислите количество теплоты, которое выделяется в адсорбере периодического действия за один период при адсорбции заданного адсорбтива на активированном угле. Габариты адсорбера и параметры процесса приведены в таблице.
Варианты №№ 1,3,5,7,9,11,13,15. Рассчитайте, на сколько градусов повысится температура паровоздушной смеси, если предположить, что все количество тепла, выделяющееся в процессе адсорбции, расходуется на нагревание этой смеси. Примите плотность смеси равной 1,2 кг/м3, теплоемкость – 1,01 кДж/(кг·К).
Варианты №№ 2,4,6,8,10,12,14,16. Рассчитайте, какой объем воды можно нагреть от 200С до 1000С, если предположить, что все количество тепла, выделяющееся в процессе адсорбции, расходуется на нагревание воды. Теплоемкость воды равна 4,186 кДж/(кг·К).
Для начала, давайте посмотрим на таблицу с габаритами адсорбера и параметрами процесса:
| Параметр | Значение |
|---------------------------------------------|---------------|
| Объем адсорбера (V) | X м³ |
| Масса активированного угля (m) | Y кг |
| Удельная теплота адсорбции (Qадсϲорб) | Z кДж/кг |
| Период работы адсорбера (T) | A сек |
| Плотность паровоздушной смеси (ρ) | 1,2 кг/м³ |
| Теплоемкость паровоздушной смеси (Cпв) | 1,01 кДж/(кг·К) |
Итак, нам нужно вычислить количество выделяемой теплоты в адсорбере за один период, то есть Qвыд. Для этого мы можем воспользоваться формулой:
Qвыд = Qадсϲорб * m
Где Qвыд - выделяемая теплота в адсорбере за один период, Qадсϲорб - удельная теплота адсорбции адсорбента на активированном угле и m - масса активированного угля.
Теперь, зная значение удельной теплоты адсорбции (Z) и массу активированного угля (Y), мы можем использовать данные из таблицы, чтобы вычислить количество выделяемой теплоты за один период.
Qвыд = Z * Y
Теперь, чтобы рассчитать на сколько градусов повысится температура паровоздушной смеси, используем формулу:
ΔT = Qвыд / (ρ * Cпв)
Где ΔT - изменение температуры паровоздушной смеси, ρ - плотность паровоздушной смеси и Cпв - теплоемкость паровоздушной смеси.
Теперь подставим значения из таблицы в формулу:
ΔT = Qвыд / (1.2 * 1.01)
Итак, мы получили формулу для рассчета изменения температуры паровоздушной смеси. Теперь остается только подставить значения и решить задачу для конкретного варианта из списка.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Для решения второго варианта задачи, нам необходимо вычислить объем воды, который можно нагреть от 20°C до 100°C, если все количество выделяемого тепла в процессе адсорбции расходуется на нагревание воды.
Давайте посмотрим на таблицу с данными:
| Параметр | Значение |
|---------------------------------------------|---------------|
| Объем воды (V) | B литров |
| Температура начальная (Tнач) | 20 °C |
| Температура конечная (Tкон) | 100 °C |
| Теплоемкость воды (Cв) | 4,186 кДж/(кг·К) |
Нам нужно вычислить объем воды, который можно нагреть с помощью выделяемого количества тепла. Для этого мы можем воспользоваться формулой:
Qвыд = m * Cв * ΔT
Где Qвыд - выделяемая теплота, m - масса воды, Cв - теплоемкость воды и ΔT - изменение температуры.
Масса воды (m) может быть рассчитана с использованием плотности воды (p) и объема воды (V):
m = p * V
Теперь мы можем подставить формулу для массы воды в формулу для выделяемой теплоты:
Qвыд = p * V * Cв * ΔT
Теперь, чтобы получить объем воды, который можно нагреть, нам нужно выразить V из уравнения:
V = Qвыд / (p * Cв * ΔT)
Теперь остается только подставить значения из таблицы в формулу и решить задачу для конкретного варианта из списка.