Zestaw 7

Dr inż. Michał Araszkiewicz
Fizykochemiczne Podstawy Inżynierii Procesowej 2015/2016.
Zestaw 7
Zad. 1.
Należy obliczyć ciśnienie, które trzeba zastosować, aby lód topił się w temperaturze -3 ºC.
Ciepło topnienia lodu wynosi 6.031 MJ/kmol. Gęstość ciekłej wody w tej temperaturze
wynosi 999.8 kg/m3, natomiast lodu 916.8 kg/m3. Współrzędne punktu potrójnego dla wody
wynoszą: temperatura 0.01 ºC, ciśnienie 611 Pa. Założyć stałość ciepła topnienia i gęstości
lodu oraz wody. Należy obliczyć też temperaturę topnienia lodu pod ciśnieniem 1000 barów.
Zad. 2.
Doświadczenia równowagowe procesu sublimacji dwutlenku węgla wykazały że
ciśnienie pary nasyconej nad ciałem stałym w zakresie temperatur od 150 K do 216 K można
za pomocą wzoru:
Należy:
1. Obliczyć równowagową temperaturę sublimacji [ºC] pod ciśnieniem 1 bara.
2. Obliczyć ilość ciepła, którą należy odprowadzić aby uzyskać z gazowego CO2 100 kg
suchego lodu pod ciśnieniem 1 bara. Ciepło to wyrazić w MJ oraz kWh.
Zad. 3.
Normalna temperatura wrzenia metanu CH4 (pod ciśnieniem p0=1.013 bara) wynosi
-161.7 °C. Natomiast w temp. -153.1 °C ciśnienie pary nasyconej metanu wynosi 1.92 bara.
Należy obliczyć:
a) Średnie ciepło parowania metanu w podanym zakresie temperatur.
b) Ciśnienie nasycenia w temperaturze -158 °C.
c) Gęstość pary nasyconej metanu w tej temperaturze zakładając, że jest ona
gazem doskonałym.
Wynik otrzymany w punkcie b) porównać z wartością otrzymaną na podstawie równania
Antoine'a ze stałymi: A=6.69561 B=405.42 C=267.78, przy czym równanie ma postać:
d) Obliczyć temperaturę wrzenia metanu pod ciśnieniem 1.5 bara na podstawie:
1. Wzoru Clausiussa-Clapeyrona i ciepła parowania obliczonego w punkcie a).
2. Wzoru Antoine'a i stałych z punktu c).