Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, при давлении р1 = 1 МПа занимает

Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, при давлении р1 = 1 МПа занимает объем V = 0,5 м3 и имеет массу m = 5 кг. Парциальный объем кислорода VО2 = 0,2 м3, а азота VN2 = 0,3 м3. Над смесью совершается изохорный процесс с подводом теплоты Q = 1000 кДж. Определить термодинамические параметры смеси в начальном и конечном состояниях, а также парциальные давления в начале процесса. Изобразить графически процесс в pv – и Ts –диаграммах. Дано: р1 = 1 МПа V = 0,5 м3 m = 5 кг VО2 = 0,2 м3 VN2 = 0,3 м3 Q = 1000 кДж --------------------------

Объемные доли компонентов смеси:
xO2=VO2V=0,20,5=0,4
xN2=VN2V=0,30,5=0,6
Молярные массы компонентов смеси
mO2 = 32 кг/кмоль;
mN2 = 28 кг/кмоль;
Массовая величина компонентов в смеси:
mО2 = xО2/M О2 = 0.4/32 = 12,6 г/моль
mN2 = xN2/M N2 = 0.6/28 = 16,8 г/моль
Молярная масса смеси:
Мсм = mО2 + mN2 = 12,6+16,8 = 29,6 г/моль
Массовая доля компонентов смеси:
cО2 = mО2/Mсм = 12,6/29,6 = 0,432
cN2 = mN2/Mсм = 16,8/29,6 = 0,568
Масса компонентов смеси:
mО2 = cО2*m = 0.432 * 5 = 2,16 кг
mN2 = cN2*m = 0.568 * 5 = 2,84 кг
Удельная газовая постоянная смеси:
Rсм= RMсм=831429,6=280,88 Дж/(кг К)
Удельный объем смеси
v1 = v2 = V/m = 0,5/5 = 0,1 м3/кг
Парциальные давления компонентов смеси в начальной точке:
Р = Р1 + Р2 = xO2*Р + xON2* Р = 1 МПа
Р1 = 0,4*1,0 = 0,4 МПа
Р2 = 0,6*1,0 =0,6 МПа
Температура в начальной точке
Р1V1 = mRT1
T1 = Р1V1/(mR) = 106*0,5/(280,88*5) = 356,02 K
При изохорном процессе выполняется условие v = const.
Из уравнения состояния идеального газа (pv = RT) следует:
p/T = R/v = const,
т

. е