Решение. 1. Из записи химической формулы горения октана в кислороде в виде

1. Из записи химической формулы горения октана в кислороде в виде

следует, что в одном киломоле молекулярного кислорода может полностью сгореть киломоля октана. С учетом молярных масс газов имеем: для полного сжигания кг октана требуется кг молекулярного кислорода. А так как в одном килограмме сухого воздуха содержится кг кислорода, то из пропорции

находим массу октана, которая может полностью сгореть в 1 кг сухого воздуха:

2. Вычислим физические свойства смеси «бензин–воздух» при нормальных физических условиях. Массовый состав смеси «октан–воздух»:

Объемный состав смеси:

Молекулярная масса смеси:

Газовая постоянная смеси:

Плотность смеси при н.ф.у.:

3. Вычислим физические свойства продуктов сгорания смеси при нормальных физических условиях.

Из химической формулы горения октана в кислороде составим пропорции, аналогично п.1:

Отсюда находим массы двуокиси углерода и водяного пара, входящих в состав продуктов полного сгорания бензина в одном килограмме сухого воздуха:

Продукты полного сгорания бензина в воздухе представляют собой смесь молекулярного азота, двуокиси углерода и водяного пара. В расчете на 1 кг сухого воздуха массы компонентов в продуктах сгорания будут следующими:

Зная массы компонентов и их молекулярные массы, стандартным методом находим массовый и объемный состав продуктов сгорания, их молекулярную массу, газовую постоянную и плотность при н.ф.у.:

4. С целью сравнения вычисленных свойств смеси паров бензина с воздухом в стехиометрическом отношении и продуктов полного сгорания такой смеси со свойствами стандартного атмосферного сухого воздуха составим следующую таблицу, включающую известные свойства сухого воздуха и вычисленные свойства смехиометрической смеси паров бензина с воздухом и продуктов сгорания этой смеси:

Смесь
Чистый воздух	28,95	287,0	1,293
Бензин+воздух	30,41	273,4	1,357
Продукты сгорания	28,60	290,7	1,276

Из приведенной таблицы следует, что физические свойства стехиометрической смеси паров бензина с воздухом и продуктов сгорания незначительно отличаются от физических свойств чистого воздуха.

2.10. Газовая смесь, состоящая из углекислого газа, азота и кислорода, находится в резервуаре под давлением 5 бар при температуре 40 ^оС. Парциальные давления компонентов смеси равны: . Определить состав смеси в объемных и в массовых долях и плотность смеси.

Ответ:

2.11. В баллоне емкостью 1 м³ находится воздух при давлении 2 бара и температуре 20 ^оС. Сколько надо накачать в баллон азота, чтобы давление в нем достигло 10 бар при той же температуре?

Ответ: = 9,2 кг.

2.12. До какого давления по манометру надо довести смесь газов состава: , чтобы парциальное давление азота в ней было 1,2 бар? Какое давление при этом будет иметь СО? Атмосферное давление p _бар = 1,04 бар.

Ответ:

2.13. Смесь водорода H₂ и метана CH₄, занимающая объем V = 67,2 м³, имеет газовую постоянную R = 2550 Дж/(кг×К), давление p _с = 0,98 бар и температуру t _с = 15 ^оС. Определить массовый и объемный состав смеси, массы водорода и метана в смеси.