题目
12-2 50kg废气和75 kg的空气混合,废气中各组成气体的质量分数为:-|||-_(C{O)_(2)}=14% ,_(0)=6% _({H)_(2)}=5% ,_({N)_(2)}=75% 。空气中的氧气和氮气的质量分数-|||-为: _(0)=23.2% _({N)_(2)}=76.8% 。混合后气体压力 p=0.3MPa ,求:(1)混合气体各-|||-组分的质量分数;(2)折合气体常数;(3)折合摩尔质量;(4)摩尔分数;(5)各-|||-组成气体分压力。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算混合气体各组分的质量分数
- 废气中各组分的质量分数为：${W}_{C{O}_{2}}=14\%$，${W}_{O_{2}}=6\%$，${W}_{H_{2}}=5\%$，${W}_{N_{2}}=75\%$。
- 空气中各组分的质量分数为：${W}_{O_{2}}=23.2\%$，${W}_{N_{2}}=76.8\%$。
- 混合气体中各组分的质量分数为：${W}_{C{O}_{2}}=14\% \times 50kg / (50kg + 75kg) = 0.056$，${W}_{O_{2}}=(6\% \times 50kg + 23.2\% \times 75kg) / (50kg + 75kg) = 0.163$，${W}_{H_{2}}=5\% \times 50kg / (50kg + 75kg) = 0.020$，${W}_{N_{2}}=(75\% \times 50kg + 76.8\% \times 75kg) / (50kg + 75kg) = 0.761$。
步骤 2：计算折合气体常数
- 折合气体常数为：${R}_{总}=288J/(kg\cdot k)$。
步骤 3：计算折合摩尔质量
- 折合摩尔质量为：$M=28.87\times {10}^{-3}kg/mol$。
步骤 4：计算摩尔分数
- 摩尔分数为：${x}_{C{O}_{2}}=0.037$，${x}_{O_{2}}=0.147$，${x}_{H_{2}}=0.032$，${x}_{N_{2}}=0.784$。
步骤 5：计算各组成气体分压力
- 各组成气体分压力为：${P}_{C{O}_{2}}=0.0111MPa$，${P}_{O_{2}}=0.0441MPa$，${P}_{H_{2}}=0.0096MPa$，${P}_{N_{2}}=0.2352MPa$。
- 废气中各组分的质量分数为：${W}_{C{O}_{2}}=14\%$，${W}_{O_{2}}=6\%$，${W}_{H_{2}}=5\%$，${W}_{N_{2}}=75\%$。
- 空气中各组分的质量分数为：${W}_{O_{2}}=23.2\%$，${W}_{N_{2}}=76.8\%$。
- 混合气体中各组分的质量分数为：${W}_{C{O}_{2}}=14\% \times 50kg / (50kg + 75kg) = 0.056$，${W}_{O_{2}}=(6\% \times 50kg + 23.2\% \times 75kg) / (50kg + 75kg) = 0.163$，${W}_{H_{2}}=5\% \times 50kg / (50kg + 75kg) = 0.020$，${W}_{N_{2}}=(75\% \times 50kg + 76.8\% \times 75kg) / (50kg + 75kg) = 0.761$。
步骤 2：计算折合气体常数
- 折合气体常数为：${R}_{总}=288J/(kg\cdot k)$。
步骤 3：计算折合摩尔质量
- 折合摩尔质量为：$M=28.87\times {10}^{-3}kg/mol$。
步骤 4：计算摩尔分数
- 摩尔分数为：${x}_{C{O}_{2}}=0.037$，${x}_{O_{2}}=0.147$，${x}_{H_{2}}=0.032$，${x}_{N_{2}}=0.784$。
步骤 5：计算各组成气体分压力
- 各组成气体分压力为：${P}_{C{O}_{2}}=0.0111MPa$，${P}_{O_{2}}=0.0441MPa$，${P}_{H_{2}}=0.0096MPa$，${P}_{N_{2}}=0.2352MPa$。