Лучшие помощники
2 апреля 2023 01:36
954

Смешали воздух объёмом 5м³ и относительной влажностью 22% при температуре 15°С с воздухом с относительной влажностью 46% при температуре 28°С.Определитель относительную влажность смеси, если ее объём 8м³.*** Перепечатка (повтор) из Мякишева. Для точного решения без пренебрежений.


Аааааа... Опять это ограничение в 5000 символов...

1 ответ
Посмотреть ответы
Решим задачу строго так, как она поставлена, без пренебрежений по отношению к изменению плотности воздуха, в модели идеального газа, которая хорошо оправдывается именно при нормальных условиях в диапазоне комнатных температур, используя хорошо известные молярные: изобарную (  P = const ) среднюю теплоёмкость сухих компонент воздуха, равную c_ \approx \fracR , и изобарную теплоёмкость пара, равную  c_ \approx 4R , поскольку сухая компонента воздуха преимущественно двухатомная, а пар – трёхатомный.

Обозначим:

 \psi – количество вещества СУХИХ КОМПОНЕНТ ВОЗДУХА.

 \mu \approx 18 г/моль  , \nu , \rho и  \eta – молярная масса, количество вещества, парциальная плотность ВОДЯНОГО ПАРА и относительная влажность.

 \rho_o – парциальная плотность НАСЫЩЕННОГО водяного пара.

Индексы [5] – соответствуют температуре  t_5 \approx 15^oC \approx T_5 \approx 288.15 K .

Индексы [8] – температуре  t_8 \approx 28^oC \approx T_8 \approx 301.15 K .

Безиндексные параметры относятся к смеси и конечной температуре, либо неизменны.

Для 1-ой порции воздуха можно записать:

 PV_5 = (\psi_5+\nu_5)RT_5 ;

 \psi_5 + \nu_5 = \frac ;

Для второй:

 \psi_8 + \nu_8 = \frac ;

Парциальную плотность пара можно найти непосредственно или через относительную влажность, а через двойное равенство можно выразить и количество вещества:

 \rho_5 = \frac{ \nu_5 \mu } = \eta_5 \rho_ ;

 \nu_5 = \frac{ V_5 \eta_5 \rho_ }{\mu} ;

 \nu_8 = \frac{ V_8 \eta_8 \rho_ }{\mu} ;

Запишем теперь уравнений теплового баланса для обеих порций воздуха через молярные изобарные теплоёмкости:

 \Big( \fracR \psi_5 + 4R \nu_5 \Big) (T-T_5) + \Big( \fracR \psi_8 + 4R \nu_8 \Big) (T-T_8) = 0 ;

 \Big( \frac ( \psi_5 + \nu_5 ) + \frac \nu_5 ) (T-T_5) + ( \frac ( \psi_8 + \nu_8 ) + \frac \nu_8 \Big) (T-T_8) = 0 ;

 \Big( 7 \frac + \nu_5 \Big) (T-T_5) + \Big( 7 \frac + \nu_8 \Big) (T-T_8) = 0 ;

 \Big( 7 \frac + \nu_5 + 7 \frac + \nu_8 \Big) T = \Big( 7 \frac + \nu_5 \Big) T_5 + \Big( 7 \frac + \nu_8 \Big) T_8 ;

Перемножим это уравнение на  PV = RT( \psi_5 + \nu_5 + \psi_8 + \nu_8 ) ;

 \frac \Big( 7 \frac + \nu_5 + 7 \frac + \nu_8 \Big) =\\\\= ( \psi_5 + \nu_5 + \psi_8 + \nu_8 ) \Big[ \Big( 7 \frac + \nu_5 \Big) T_5 + \Big( 7 \frac + \nu_8 \Big) T_8 \Big] ;

Подставим сюда  \psi_5 , \nu_5 , \psi_8 и  \nu_8 :

 V \Big( 7\mu P \Big( \frac + \frac \Big) + R(V_5 \eta_5 \rho_ + V_8 \eta_8 \rho_ ) \Big) =\\\\= \Big( \frac + \frac \Big) \Big( 7 \mu P ( V_5 + V_8 ) + R ( T_5 V_5 \eta_5 \rho_ + T_8 V_8 \eta_8 \rho_ ) \Big) ;

>>> продолжение на иллюстрациях >>>

image
0
·
Хороший ответ
4 апреля 2023 01:36
Остались вопросы?
Найти нужный