N? 20? N? (? 1) n? 2? n=1 816 К;
ТГ=273? (? 1) N? 2? N + (? 1) n? 0,2? n=295,4 К;
Рг=[90? (? 1) N? 2? N? (? 1) n? 0,2? n]? 10 3=111600 Па;
рішення (N=11, n=2).
. Запишемо стехиометрическое рівняння реакції горіння бензолу в повітрі:
З 6 Н 6 + 7,5О 2 +7,5? 3,76N 2=6CO 2 + 3H 2 O + 7,5? 3,76N 2 + Qp, (1)
де Qp - теплота хімічної реакції. З даного рівняння визначаємо такі стехіометричні коефіцієнти: CO2=6, V H2O=3, V C6H6=1, V O2=7,5, V N2=7,5? 3,76
. Визначаємо розрахункову кількість продуктів згоряння одного кіломоля пального:
, (2)
Підставляючи в (2) значення стехіометричних коефіцієнтів продуктів згоряння і пального, отримуємо:
, (3)
. Питомий теоретичне кількість повітря - число кіломолей повітря, необхідного для повного згоряння одного кіломоля пального, визначимо за допомогою формули:
(4)
Де 4,76 - кількість повітря, в якому міститься одиниця кількості кисню,
- відношення стехіометричних коефіцієнтів молекулярного кисню і бензолу.
Підставляючи в (4) значення V O2=7,5 і V C6H6=1, отримуємо:
, (5)
. Надмірна кількість повітря, яке припадає на 1 кмоль пального, визначається виразом:
бензол пар згоряння повітря
, (6)
Підставляючи в даний вираз значення
=37,7 (0,2-1)=30,16 (7)
. Загальна кількість продуктів згоряння одиниці кількості речовини пального визначається сумою:
, (8)
Після підстановки значень і отримуємо:
6. Молярний частки продуктів згоряння, виражені у відсотках, визначаються так:
Х СО2=
Х Н2О=
Х N2=(9)
Х О2 =%
У формулах (9) для мольних часток азоту і кисню в продуктах згорання 0,79 і 0,21 - молярний частки даних речовин у повітрі, надлишок якого призводить до збільшення частки азоту і появі кисню в продуктах згорання.
. Для визначення питомих обсягів і продуктів згоряння необхідно розрахувати їх молярний обсяг - обсяг одного кіломоля газу при умовах, в яких знаходяться продукти:
де 22,4 - обсяг одного кіломоля газу при нормальних умовах, Т 0=273К - нормальна температура, Ро=101325Па - нормальний тиск.
Підставляючи в (10) значення,, Ро, Те, отримуємо:
. (11)
Обсяг продуктів, які утворюються при згорянні одного кілограма пального, без урахування надлишку повітря, розраховується так:
, (11)
де - мольна маса пального - маса одного кіломоля бензолу, виражена в кілограмах. Мольная маса бензолу знаходиться за формулою:
, (12)
де Ас і Ан - атомні ваги вуглецю (12) і водню (1), nc і n н - числа атомів вуглецю (6) і водню (6) в малекула бензолу (С 6 Н 6).
Підставляючи значення, і в (12) отримуємо
. (13)
Надмірна об'єм повітря, який припадає на 1 кілограм пального, визначається так:
, (14)
де - обсяг одного кіломоля надлишкового повітря, який знаходиться в складі продуктів згоряння. Так як температура і тиск надлишкового повітря відповідають температурі і тиску продуктів згоряння, то== 220,7.
Підставляючи дане значення, а також у в (14), отримаємо:
. (15)
Загальний питома обсяг продуктів згоряння з урахуванням надлишку повітря визначається сумою
. (16)
Для розрахунку питомої обсягу продуктів повного згоряння пального будемо вважати, що пари бензолу мають температуру Тг при тиску:
, (17)
де - обсяг одного кіломоля пари бензолу при температурі Тг і тиску Рг. Молярний об'єм пального розраховується за формулою:
, (18)
Підставляючи отримане значення, а такі значення і в (17), отримуємо:
=37,2, (19)
...
