Уплотнённый водяной пар и уравнение состояния идеального газа
Thread Content
Уважаемые моряки, хотел бы задать вопрос: подходит ли уравнение состояния идеального газа для насыщенного водяного пара при низком давлении? Приведем пример: объем 1 кг водяного пара при нормальном давлении (101,33 кПа, 100°C, ρ = 0,597 кг/м³) при снижении давления до 3,3 кПа (при этом давлении температура насыщения составляет 24°C) будет каким? Способ решения 1: метод молярного объема Vm. 1. Молярный объем водяного пара: Vm = 18 г/моль ÷ 0,597 г/л = 30,15 л/моль ； 2. Объем 1 кг пара воды при давлении 101,33 кПа и температуре 100°C: V1 = 1000 г ÷ 18 г/моль × 30,15 л/моль = 1675 л ； 3. Для расчета объема при снижении давления до 3,3 кПа при температуре 24°C используется уравнение состояния идеального газа: V2 = 101,33 × 1675 ÷ 100 × 24 ÷ 3,3 = 12343,8 л. Способ решения №2: метод удельного объема. При давлении 101,33 кПа и температуре 100°C удельный объем пара равен v = 1/ρ = 1 ÷ 0,597 г/л = 1,675 л/г ； Объем пара воды при массе 1000 г: V1 = 1,675 л/г × 1000 г = 1675 л ； 2. Для расчета объема при снижении давления до 3,3 кПа и температуре 24°C используется уравнение состояния идеального газа: V2 = 101,33 × 1675 ÷ 100 × 24 ÷ 3,3 = 12343,8 л. Способ решения №3: метод удельного объема в условиях эксплуатации (при давлении 3,3 кПа и температуре 24°C удельный вес насыщенного пара составляет 0,0239 г/л). 1. При давлении 3,3 кПа и температуре 24°C удельный объем пара v = 1/ρ = 1 ÷ 0,0239 г/л = 41,8 л/г ； 2. Объем 1000 г паров воды: V2 = 41,8 л/г × 1000 г = 41800 л ； Скажите, пожалуйста: почему V2 по первому способу решения = V2 по второму способу решения ≠ V2 по третьему способу решения? И разница велика? Этот алгоритм верный? Как это объяснить? Пожалуйста, дайте мне совет. Спасибо!
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Qingchengjun 9.10.2017 в 13:57. В уравнении состояния газа температура выражается в Кельвинах, а значение давления — это абсолютное давление, а не относительное. Безусловно, будет ошибка, если просто умножить или разделить числа 100 и 24. (101,33 кПа, 100°C, ρ=0,597 кг/м³) Это же пар, который вы сами придумали?
Дорогой мальчик из Цинчэн! Здравствуйте! Спасибо за совет! Пренебрежена значимость температуры K! Спасибо! Кроме того, 101,33 кПа, 100°C, ρ=0,579 кг/м³ — разве это не параметры насыщенного пара при стандартном атмосферном давлении (абсолютное давление 101,33, избыточное давление 0)? Не соответствуют ли эти параметры пара физическому смыслу?
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Qingchengjun 9.10.2017 в 14:51. Что за чушь — котлы обычно не используют пар при температуре 100°C и давлении 101 кПа. Все — насыщенный пар, можно просто использовать уравнение состояния газов
Нормально, похоже, у тигров тоже бывают моменты дремоты! Спасибо! :лол
Уважаемые пользователи, по совету Цинчэн Цзюнь, этот вопрос сформулирован следующим образом и предлагается к обсуждению: каков объем 1 кг водяного пара при нормальном давлении (101,33 кПа, 100°C, ρ=0,597 кг/м³), если давление снизить до 3,3 кПа (при этом давлении температура насыщения составляет 24°C)? Способ решения 1: метод молярного объема Vm. 1. Молярный объем водяного пара: Vm = 18 г/моль ÷ 0,597 г/л = 30,15 л/моль ； 2. Объем 1 кг пара воды при давлении 101,33 кПа и температуре 100°C: V1 = 1000 г ÷ 18 г/моль × 30,15 л/моль = 1675 л ； 3. Для расчета объема при снижении давления до 3,3 кПа при температуре 24°C используется уравнение состояния идеального газа: V2 = 101,33 × 1675 ÷ (273 + 100) × (273 + 24) ÷ 3,3 = 40953 л. Способ решения №2: метод удельного объема. При давлении 101,33 кПа и температуре 100°C удельный объем пара равен v = 1/ρ = 1 ÷ 0,597 г/л = 1,675 л/г ； Объем пара воды при массе 1000 г: V1 = 1,675 л/г × 1000 г = 1675 л ； 2. Для расчета объема при снижении давления до 3,3 кПа при температуре 24°C используется уравнение состояния идеального газа: V2 = 101,33 × 1675 ÷ (273 + 100) × (273 + 24) ÷ 3,3 = 40953 л. Способ решения №3: метод удельного объема в условиях эксплуатации (при давлении 3,3 кПа и температуре 24°C удельный вес насыщенного пара составляет 0,0239 г/л). 1. При давлении 3,3 кПа и температуре 24°C удельный объем пара v = 1/ρ = 1 ÷ 0,0239 г/л = 41,8 л/г ； 2. Объем 1000 г паров воды: V2 = 41,8 л/г × 1000 г = 41800 л. Решение 1: V2 = Решение 2: V2 ≈ Решение 3: V3! Вывод: при расчетах в химической технологии необходима тщательность и осторожность ； Небольшая ошибка может привести к большой ； Физика — это строгая и точная естественная наука, в которой одно и то же утверждение можно доказать различными способами, причем результаты бывают практически идентичны! Очень полезный курс, люблю химическую промышленность!