W mieszaninie azotu z dwutlenkiem węgla znajduje się m_{N_2} = 12 kg azotu. Zastępcza masa molowa tej mieszaniny wynosi M_m = 38 \frac{kg}{kmol} , a M_{N_2} = 28 \frac{kg}{kmol} , M_{CO_2} = 44 \frac{kg}{kmol} .
Obliczyć:

  1. udziały masowe składników mieszaniny g_{CO_2} , g_{N_2}
  2. masę dwutlenku węgla m_{CO_2} wchodzącą w skład tej mieszaniny
  3. ciśnienie cząstkowe azotu w tej mieszaninie p_{N_2} , jeżeli ciśnienie bezwzględne mieszaniny wynosi p = 0,13MPa .
  1. udziały masowe składników mieszaniny g_{CO_2} , g_{N_2}

Obliczam indywidualna stałą gazową mieszaniny oraz poszczególnych gazów

\begin{aligned} &R_m=\frac{B}{M_m}=218,8 \frac{J}{kmol\cdot K}\\ &R_{CO_2}=\frac{B}{M_{CO_2}}=188,964 \frac{J}{kmol\cdot K}\\ &R_{N_2}=\frac{B}{M_{N_2}}=296,943 \frac{J}{kmol\cdot K}\\ \end{aligned}

Obliczam udziały masowe

\begin{aligned} &R_m=R_{N_2}\cdot g_{N_2}+R_{CO_2}\cdot g_{CO_2}\\ &g_{N_2}+g_{CO_2}=1 \rightarrow g_{CO_2}=1-g_{N_2}\\ &R_m=R_{N_2}\cdot g_{N_2}+R_{CO_2}\cdot (1-g_{N_2}) \rightarrow g_{N_2}=\frac{R_m-R_{CO_2}}{R_{N_2}-R_{CO_2}}\\ &g_{N_2}=0,276\\ &g_{CO_2}=1-g_{N_2}=0,724\\ \end{aligned}

2. masę dwutlenku węgla m_{CO_2} wchodzącą w skład tej mieszaniny

\begin{aligned} &g_{N_2}=\frac{m_{N_2}}{m_m} \rightarrow m_m=\frac{m_{N_2}}{g_{N_2}}=43,429 kg\\ &m_{CO_2}=m_m\cdot g_{CO_2}=31,429 kg\\ \end{aligned}

3. ciśnienie cząstkowe azotu w tej mieszaninie p_{N_2} , jeżeli ciśnienie bezwzględne mieszaniny wynosi p = 0,13MPa .

\begin{aligned} &z_{N_2}=g_{N_2}\frac{M_{m}}{M_{N_2}}=0,375\\ &p_{N_2}=p\cdot z_{N_2}=48,75 KPa\\ \end{aligned}