In majoritatea cazurilor, gazul perfect nu are o natura chimica unitara (in cilindrii motoarelor, in instalatiile de forta), ci este constituit dintr-un amestec de mai multi componenti cu naturi chimice diferite. Fiecare component al amestecului are caracteristici apropiate de ale gazului perfect, fiind foarte departe de zona de lichefiere.
Prin amestec de gaze perfecte se intelege doua sau mai multe gaze perfecte existente in aceeasi incinta si care nu reactioneaza chimic intre ele.
Cantitatea m (kg) de amestec este: m=m1+m2++mn=
mi - masa componentului i.
Participatia masica (in kg) va fi:
(kg component/kg amestec)
a)Legea lui Amagat
Volumul
unui amestec de gaze perfecte este egal cu suma volumelor partiale ale
gazelor componente
Se presupune ca s-a reusit separarea gazelor din incinta de volum V prin pereti subtiri si elastici (Fig. 5.1).
Volumul partial este:
Volumul amestecului de gaze va fi:
Participatia volumica (in m3) este:
Participatia
nu depinde de presiune si
temperatura, deci poate fi exprimata si in conditii normale
fizice, adica: Nm3 component/ Nm3 amestec.
b) Legea lui Dalton
Presiunea unui amestec de gaze perfecte este egala cu suma presiunilor partiale ale tuturor componentilor. Prin presiune partiala pi se intelege presiunea componentului i pe care o are acesta, cand ocupa integral volumul V al incintei, la temperatura T a amestecului.
T
Ecuatia: pV=T se imparte la masa m:
-
a amestecului.
Masa molara a amestecului:
Daca masa
amestecului este exprimata in kmoli:
Participatia molara va fi:
M=n M;
, deci
participatia
volumica este egala numeric cu participatia molara:
Cunoscand compozitia in kg a amestecului, se poate determina compozitia sa molara (sau volumica):
de unde:
Daca se
cunoaste compozitia molara sau volumica (), se pot
determina M, r si
compozitia masica (
iar constanta r a amestecului este:
Compozitia masica va fi:
Se presupune
ca se cunosc compozitia masica () a unui amestec
de gaze perfecte si caldurile specifice ci ale componentilor. Daca se
incalzeste amestecul de la t1
la t2, caldura
absorbita de amestec este egala cu suma caldurilor primite de
fiecare component:
de unde rezulta caldura specifica a amestecului:
sau:
ℓi
;
Aceste ecuatii sunt valabile atat pentru cp cat si pentru cv.
Aerul atmosferic (L) constituie cel mai important agent termodinamic . Este format din: O2 (23,1%), N2 (75,55%), Ar(1,3%), CO2 (0,5%).
Pentru motoarele termice si instalatiile termice cu gaze se considera ca aerul este format numai din O2 si N2, avand compoztiile standard:
1kg L=0,23 kg O2 +0,77kg N2
1kmol L=0,21 kmoli O2 +0,79 kmoli N2
1 Nm3 L=0,21 Nm3 O2 +0,79 Nm3 N2
Utilizand relatiile de mai sus, se pot calcula: ML, rL, cp, cv.
Este un proces important intr-o serie de aplicatii tehnice. Se pot amesteca gaze cu aceeasi natura chimica,dar cu stari termice diferite sau invers. Este necesara determinarea compozitiei amestecului si starea sa termica.
Se considera doua gaze in curgere stabilizata, de debite (kg/s). Cand gazul 1 are aceeasi natura cu gazul 2, problema care se pune este de a determina starea termica a
amestecului rezultat. Daca gazele au naturi chimice diferite, este necesar
sa se determine atat starea termica, cat si compozitia
amestecului.
Calculul compozitiei amestecului
Se admite ca gazul 1 are doi componenti cu natura chimica x si y, iar gazul 2 are doi componenti cu natura chimica x si z (Fig. 5.2).
Pentru gazul 1 se noteaza participatiile
compnentilor , iar pentru gazul
2 participatiile sunt
Debitul
total la iesire este:
Debitul de gaz x este:
Participatia sa in amestecul final fiind:
Componentul y
intra in amestec cu debitul,iar componentul z
are debitul
, avand concentratiile in amestecul final:
;
Debitul final fiind:
Parametrii r, M, c pot fi determinati cu relatiile valabile gazelor perfecte.
Calculul termic
Se considera ca fluidul 1 are parametrii: ,p1,v1,T1, i1, s1,iar
fluidul 2:
, p2,v2,T2,i2,s2.
Debitul total va
fi:.
Participatiile masice vor fi:
Se admite
ca: i2>i1; s2>s1, deci
fluidul 2 va ceda un flux caloric () fluidului 1, amestecul final avand entalpia i. Se considera procesul de
amestecare fara schimb de caldura cu exteriorul (amestecare adiabatica).
Se imparte
relatia de mai sus prin si rezulta:
Se obtine:
Pentru o amestecare reversibila, entropia specifica a amestecului va fi:
In realitate, amestecarea este un proces ireversibil, deci entropia amestecului este mai mare decat suma entropiilor de intrare ale fluidelor:
|
sirev-entropia specifica a amestecului pentru procesul ireversibil.
Din ecuatiile:
rezulta:
;
Scriind: ;
rezulta ca i=f(sr) reprezinta o dreapta, numita dreapta de amestec 1-2( Fig. 5.3). Pentru p1=p2=p(amestec izobar), punctul real de amestec ( b) se gaseste la intersectia dintre dreapta i=ct si curba p=ct.
Problema Se considera
ca 1kg de aer este format din 0,23 kg si 0,77kg
sa se determine:
Compozitia
volumica (molara) a aerului ().
Constanta specifica a aerului (r) si masa molara (M) a aerului. Se cunosc:
;
.
Presiunile partiale ale componentilor pentru p=6bari.
Caldurile specifice si
(
).
a) Cantitatile
de oxigen si azot exprimate in kmoli, vor fi:
Cantitatea totala in kmoli este :
aer
Participatiile molare (volumice) vor fi:
(~ 21%)
(~79%)
b)
c)
d)
.
Politica de confidentialitate |
![]() |
Copyright ©
2025 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
Baltagul – caracterizarea personajelor |
Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
Caracterizarea lui Gavilescu |
Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
Actionare macara |
Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
Turismul pe terra |
Vulcanii Și mediul |
Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
Termeni si conditii |
Contact |
Creeaza si tu |