При сгорании 1 кг природного газа образуются продукты следующего состава, кг
mСО2 =3,72; mСО = 1,3; mО2 = 1,9; mN2 =15,1 Найти:
1) массовые доли компонентов смеси
2) молярную массу смеси
3) удельную газовую постоянную смеси (двумя способами)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Массовые доли компонентов вычисляются по формуле:
m_i = m_i / m, где m_i - масса i-го компонента, m - общая масса смеси

mCO2 = 3,72 кг, mCO = 1,3 кг, mO2 = 1,9 кг, mN2 = 15,1 кг

m = mCO2 + mCO + mO2 + mN2 = 3,72 + 1,3 + 1,9 + 15,1 = 22 кг

mCO2 = 3,72 / 22 ≈ 0,169
mCO = 1,3 / 22 ≈ 0,059
mO2 = 1,9 / 22 ≈ 0,086
mN2 = 15,1 / 22 ≈ 0,686

Массовые доли компонентов:
CO2 - 16,9%
CO - 5,9%
O2 - 8,6%
N2 - 68,6%

2) Молярная масса смеси вычисляется как сумма произведений массовых долей компонентов на их молярные массы:
M = ∑(m_i * M_i), где M_i - молярная масса i-го компонента

M_CO2 = 44 г/моль, M_CO = 28 г/моль, M_O2 = 32 г/моль, M_N2 = 28 г/моль

M = 0,169 44 + 0,059 28 + 0,086 32 + 0,686 28 = 28,12 г/моль

Молярная масса смеси равна 28,12 г/моль.

3) Удельная газовая постоянная смеси может быть найдена двумя способами:
а) через молярную массу и универсальную газовую постоянную:
R = R_u / M = 8,31 Дж/(мольК) / 0,02812 кг/моль = 296,08 Дж/(кгК)

б) через степень раскрытия уравнения состояния:
R = (m_N2 R_N2 + m_O2 R_O2 + m_CO2 R_CO2 + m_CO R_CO) / m
где R_N2, R_O2, R_CO2, R_CO - газовые постоянные компонентов, соответственно

R_N2 = 0,2968 кДж/(кгК)
R_O2 = 0,2598 кДж/(кгК)
R_CO2 = 0,1889 кДж/(кгК)
R_CO = 0,2599 кДж/(кгК)

R = (15,1 0,2968 + 1,9 0,2598 + 3,72 0,1889 + 1,3 0,2599) / 22 ≈ 0,2606 кДж/(кг*К)

Удельная газовая постоянная смеси равна 0,2606 кДж/(кг*К).