Расчеты, связанные с водяным паром
Задача 32.
В комнате объемом 45 м3 при температуре 25,0 °С относительная влажность воздуха равна 70% или 0,7. Определите массу водяного пара в комнате, если давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,17 кПа.
Решение:
Массу водяного пара в комнате можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона.
pV = (m/M . RT), где
р — давление насыщенного водяного пара; V — объем пара; М — молярная масса пара; R — газовая постоянная; Т — температура пара.
Температура, объем и молярная масса пара известны. Для определения давления водяного пара используем формулу относительной влажности.
ф = р/рн, из которой р = фрн.
При подставлении значения давления (фрн) в уравнение Клапейнона-Менделеева, то найдем массу пара m, получим:
фрнV = (m/M . RT)
откуда
m = фрнVM/RT = [0,7 . (3,17 . 103) .45 . (18 . 10-3)]/(8,31 . 298) = 0,738 кг = 738 г.
Ответ: масса водяного пара в комнате составляет 738 г.
Задача 33.
В комнате объемом 20,0 м3 температура воздуха равна 20,0 °С, а его относительная влажность составляет 20,0 %. Какое количество воды следует испарить, чтобы относительная влажность воздуха в комнате достигла 60,0 %? Известно, что при 20,0 °С давление насыщенного пара равно 2,33 кПа, молярная масса воды составляет 18,0 г/моль.
Решение:
Масса водяного пара в воздухе определяется следующими формулами:
при влажности ф1 = 20 %:
m1 = р1V, где
р1 — плотность водяного пара в воздухе при влажности 20 %; V — объем комнаты;
при влажности ф2 = 50%:
m2 = р2V, где
р2 — плотность водяного пара в воздухе при влажности 60 %.
Масса воды, которую следует испарить для повышения влажности воздуха, определяется разностью
∆m = m2 — m1, или, в явном виде, ∆m = р2V — р1V = (р2 — р1)V.
Плотность водяного пара при увеличении влажности увеличивается и определяется следующими формулами:
при влажности ф1 = 20%:
ф1 = p1M/RT, где
p1 — давление ненасыщенного водяного пара при влажности 20%; M — молярная масса водяного пара (воды); R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль . К); T — температура воздуха, T = 273 + 20 = 293 K;
при влажности ф2 = 50%:
ф2 = p2M/RT, где
p2 — давление ненасыщенного водяного пара при влажности 60 %.
Формула для расчета искомой величины принимает вид:
∆m = p2M/RT — p1M/RT = (p2 — p1)VM/RT.
Давления ненасыщенного водяного пара найдем из формулы ф = (p . 100 %)/p0:
при влажности ф1 = 20%:
p1 = ф1p0/100%, где
р1 — первоначальная влажность воздуха, ф1 = 20%; p0 — давление насыщенного пара при температуре T = 293 К;
при влажности ф2 = 60%:
p2 = ф2p0/100%, где
ф2 — влажность воздуха после испарения некоторого количества воды, ф2 = 60 %.
Подстановка полученных выражений в формулу для ∆m дает:
∆m = (ф2 — ф1)/100% . p0VM/RT.
Вычислим:
∆m = (60,0% — 20,0%)/[100% . (2,33 . 103) . 20,0 . (18,0 . 10-3)/(8,31 / 293) = 137,8 . 10-3 кг = 137,8 г.
Ответ: Для указанного повышения влажности воздуха в комнате необходимо испарить 137,8 г воды.
Задача 34.
Определить состояние водяного пара, находящегося под давлением pп = 246660 Па, если его температура составляет:
а) t1 = 115 °С; б) t2 = 132 °С.
Решение:
Согласно табличным данным, давлению pп = 246,66 кПа соответствует температура насыщения tн = 127°С. Поскольку t1 < tн, то в первом случае пар является влажным. Для второго случая t2 > tн, т.е. пар является перегретым.
Таким образом, водяной пар при температуре 115 °С является влажным, а пар при температуре 132 °С — перегретый.
Ответ: а) влажный; б) перегретый.
Задача 35.
Водяной пар, имеющий температуру t = 150 °С, находится под давлением pп = 0,4 МПа. Определить степень его насыщенности.
Решение:
По табличным данным, применив метод интерполяции, определяем, что температуре t = 150°С соответствует давление насыщения pн = 475722 Па. Далее, использовав формулу:
ф = pп/pн, где
ф — степень насыщенности пара; pп — давление пара (плотность перегретого пара); pн — давление насыщенного пара воды (плотность насыщенного пара).
Находим степень насыщенности пара, получим:
ф = pп/pн = 400000/475722 = 0,84.
Ответ: ф = 0,84.
какой объем пара образуется при испарении 1-го литра воды при атмосферном давлении 765 мм. рт. рт.
Если принять водяной пар за идеальный газ, то из ур-я Менделеева-Клапейрона нетрудно получить значение объёма: он равен 1,7 м3= 1700 л. Из таблицы же упругости насышенных водяных паров находим плотность пара в т-ре кипения при атм. давлении: ро= 598 г/м3. Объём получается 1,672 м3= 1672 л. Оно и понятпо: водяной пар — реальный газ, и потому занимает меньший объём, чем занял бы он, будучи идеальным газом.
Вода. превращаясь в пар, увеличивает свой объём в 1672 раза.
Переведи в моли воду. Пар один моль даст 22.4 литра.
один моль пара — это 22.4 литра при НУ (т. е. при 0 °C (273 К) и 101,3 кПа) например для хлора, или бутана в пакете,
с водой идеальный газ при таких температурах и давлениях не бывает, а при других температурах и давлениях,
поможет Википедия ( https://ru.wikipedia.org/wiki/Молярный_объём )
«Согласно закону Авогадро, 1 моль любого идеального газа при нормальных (а точнее одинаковых ИМХО) условиях имеет один и тот же объём Vm = RT/P = 22,413962(13) л/моль (для НУ), называемый молярным объёмом идеального газа (здесь T — абсолютная температура, P — давление, R = 8,3144598(48) Дж⁄(моль∙К))
Сколько кубометров пара может дать литр воды?
Поскольку кубометр — это единица объема, то речь идет об объеме.
Но пар, как и любой газ, не имеет постоянного объема, а занимает весь объем своего вместилища. Поэтому, если поместить пар от литра воды в политровый сосуд с предварительно откаченным из него воздухом, то объем будет поллитра, а если в трехлитровый, то три литра.
Ответы
Wolfsangel 6 (17779) 2 4 14 13 лет
При какой температуре? Если при ста град. то могу подсказать куда копать — уравнение Клайперона-Меднелеева. PV=(m/мю)RT где m — масса вещества, мю его молекулярная масса, R константа (8,31 вроде, точно не помню) T — темпа в кельвинах. Следовательно Выражаем объём из формулы и всё. Вывод ovod не правилен, т.к. давление пара уровновешено давлением атмосферным.
Yeezy 7 (49709) 5 43 158 13 лет
По дели 1 на 22.4 и узнаешь. Ладно, не затрудняйся, примерно: 0.04464286 кубического метра. Я в 10 классе, и это всё, чем я могу помочь, вроде так.
Вы используете устаревший браузер. Этот и другие сайты могут отображаться в нём некорректно.
Необходимо обновить браузер или попробовать использовать другой.
Применяется для приклеивания декоративных элементов из керамики, камня или других минеральных материалов к нагревающимся поверхностям. Рекомендована для кладки, облицовки, шпатлевки, затирки и ремонта печей, котлов, каминов и заделки трещин на дымоходах. Мастика устойчива к воздействию воды и температуры до +1300°C. Отличная адгезия, высокая эластичность, удобство применения, низкий расход.
один моль пара — это 22.4 литра при НУ (т. е. при 0 °C (273 К) и 101,3 кПа) например для хлора, или бутана в пакете,
с водой идеальный газ при таких температурах и давлениях не бывает, а при других температурах и давлениях,
поможет Википедия ( https://ru.wikipedia.org/wiki/Молярный_объём )
«Согласно закону Авогадро, 1 моль любого идеального газа при нормальных (а точнее одинаковых ИМХО) условиях имеет один и тот же объём Vm = RT/P = 22,413962(13) л/моль (для НУ), называемый молярным объёмом идеального газа (здесь T — абсолютная температура, P — давление, R = 8,3144598(48) Дж⁄(моль∙К))
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,662 -
гуманитарные
33,654 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,985 -
разное
16,906
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
В стакане воды, помимо обнаруженного микромира живых организмов, содержится огромное количество чрезвычайно малых по размеру частиц — молекул, которые к тому же находятся в непрерывном, беспорядочном движении.
Это движение носит название теплового движения молекул, так как температура тела определяется интенсивностью движения молекул, т. е. их средней скоростью движения.
При этом следует учесть, что отдельная молекула проходит по прямой линии лишь очень короткие расстояния, в среднем порядка нескольких тысячных долей миллиметра, после чего она сталкивается с другой молекулой; ее скорость и направление как-то меняются, затем она снова движется по прямой, снова сталкивается и т. д.
Молекулы воды как бы беспорядочно мечутся в относительно небольшом объеме. Косвенное представление об этом движении мы имели при знакомстве с броуновским движением, при помощи которого легко подтверждается связь этого движения с температурой жидкости: чем выше температура, тем интенсивнее становится броуновское движение.
Поверхность воды в стакане нам кажется спокойной потому, что мы не видим отдельных молекул, хотя некоторые из них при благоприятном направлении движения и достаточной скорости могут даже преодолеть взаимное притяжение и вырваться в окружающий воздух.
По мере нагревания воды и увеличения скорости движения ее молекул последние все в большем количестве начнут вырываться в окружающую среду, пока не достигнут так называемой температуры кипения воды (100° С), когда начинается видимое на глаз энергичное выделение молекул из толщи воды в виде пузырьков пара, который является той же водой, но в газообразном состоянии, при котором молекулы воды (водяного пара) находятся на значительно большем расстоянии друг от друга, чем в жидкости (в воде) и имеют большую свободу движения и реже сталкиваются друг с другом. Так, вода в нашем стакане занимает объем около 0,2 л, а образованный из нее пар займет объем около 334 л, т. е. в 1670 раз больше.
С другой стороны, по мере понижения температуры происходит сжимание тел и уменьшение скорости движения молекул, пока, наконец, при определенной для каждого вещества температуре происходит переход тела из жидкого в твердое состояние, при котором движение молекул весьма ограничено и сводится к незначительным колебаниям около какого-то определенного взаимного их расположения, что позволяет твердому телу иметь определенную форму, кристаллическое строение.