Question

Определить плотность смеси газов (50 % пропана - С3Н8,40% бутана - С4 Н10 и 10% метана - CH4) находящихся при температуре 7 0С и давлении 0.11МПа.

Answer 1

Молярные массы:

Пропана: M₁ = (12*3+ 8*1)*10⁻³  = 44*10⁻³ кг/моль
Бутана:    M₂ = (12*4+10*1)*10⁻³ = 58*10⁻³ кг/моль
Метана:   M₂ = (12*1+ 4*1)*10⁻³  = 16*10⁻³ кг/моль

T = 273+7 = 280 К
p = 0,11*10⁶ Па


Плотность смеси:
ρ = m / V
m - масса смеси
V - объем смеси

Масса пропана:
m₁ = 0,50*m
Давление найдем из уравнения Менделеева-Клапейрона:
p₁*V = m₁*R*T/M₁
p₁ = m₁*R*T / (V*M₁)
Подставим:
p₁ = 0,50*m*8,31*280 / (44*10⁻³*V) ≈ 26 400 *m / V

Масса бутана:
m₂ = 0,40*m
Давление:
p₂ = m₂*R*T / (V*M₂)
Подставим:
p₂ = 0,40*m*8,31*280 / (58*10⁻³*V) ≈ 16 000 *m / V

Масса метана:
m₃ = 0,10*m:
p₃ = m₃*R*T / (V*M₃)
Подставим:
p₃ = 0,10*m*8,31*280 / (16*10⁻³*V) ≈ 14 500 *m / V

По закону Дальтона:
p₁ + p₂ + p₃ = p
(26400+16000+14500)*m/V = 0,11*10⁶
56 900*m/V = 0,11*10⁶
m/V ≈ 193
m = 193*V

Тогда плотность:
 
ρ = m / V = 193*V/V = 193 кг/м³