Gasgemisch

**WodkaRedBull** · 19.10.2011, 16:58

Kann mir jemand bei der Lösung folgender 2 Aufgaben helfen. Komme einfach nicht auf den Lösungsweg.

In einem Behälter befindet sich Erdgas mit Wasserdampf gesättigt. Die
Temperatur beträgt T1 = 305 K, der Gesamtdruck p = 200 kPa. Wie viel
Kilogramm Wasser scheiden sich beim Abkühlen von 1 m3 Gas auf 281 K in
dem Gasbehälter ab? Der Dampfdruck des Wassers ist bei 281 K
p2 = 1,72 kPa, bei 305 K p1 = 4,753 kPa.

Bei 1500 K und 101,33 kPa sind 55 % der Iodmoleküle thermisch gespalten.
Der Partialdruck der dissoziierten und undissoziierten Anteile ist zu bestimmen.
I2 ----------------2 I

**PIIII** · 20.10.2011, 17:08

(1)

Für den Wasserdampf als Näherung die Zustandsgleichung des idealen Gases verwenden.
$p \, V = m \, R_i \, T$
Dabei ist p der Druck und T die Temperatur. Im Volumen V ist die Masse m. Ri ist die individuelle Gaskonstante von Wasserdampf.

Näherung: Vernachlässigen des Volumens der Erdgasmoleküle. Anders formuliert: Beide Komponenten als ideale Gase betrachteten, deren Moleküle kein Volumen haben.

Betrachtet werden zwei Zustände mit unterschiedlichem Druck p und Temperatur T. Dabei ist das Volumen V näherungsweise konstant, das Volumen des kondensierten Wassers wird vernachlässigt. Die Masse des Wassers ist in den beiden Zuständen unterschiedlich, weil Wasserdampf zu flüssigem Wasser kondensiert.
$p_1 \, V = m_1 \, R_i \, T_1$

$p_2 \, V = m_2 \, R_i \, T_2$
Auflösen nach den Massen.
$m_1 = \frac{ p_1 \, V }{ R_i \, T_1 }$

$m_2 = \frac{ p_2 \, V }{ R_i \, T_2 }$
Die Differenz der Massen ist die Masse des Kondensats.
m_k = m_1 - m_2

$m_k = \frac{ p_1 \, V }{ R_i \, T_1 } - \frac{ p_2 \, V }{ R_i \, T_2 }$

$m_k = \frac{V}{R_i} \left( \frac{ p_1 }{ T_1 } - \frac{ p_2 }{ T_2 } \right)$
In der Aufgabe gegeben sind:
$p_1 = 4,753 \, kPa$
$T_1 = 305 \, K$
$p_2 = 1,72 \, kPa$
$T_2 = 281 \, K$
$V = 1 \, m^3$
Die individuelle Gaskonstante des Wasserdampfs aus 'Stöcker: Taschenbuch der Physik' ist
$R_i = 461,25 \, \frac{J}{kg \, K}$ .
Die Zahlenwerte in die Formel einsetzen liefert
$m_k = 0,0205151 \, kg$ .

(2)

Die ursprüngliche Stoffmenge der Jodmoleküle: n.
55% dissozieren. Es bleiben
n_M = 0,45 n

Moleküle. Die Anzahl der Jodatome nach der Dissoziation ist
$n_A = 2 \cdot 0,55 n = 1,1 n$ . (Aus jedem Molekül entstehen zwei Atome.)
Die Gesamtstoffmenge von Teilchen ist
n_G = n_M + n_A = 1,55 n

.
Der Gesamtdruck des Gasgemischs ist gegeben mit
$p = 101,33 \, kPa$ .
Die Partialdrücke verhalten sich wie die Stoffmengen (wenn die Komponenten sich wie ideale Gase verhalten, Dalton-Gesetz).

Partialdruck der Moleküle:
$p_M = p \frac{n_M}{n_G}$

$p_M = p \frac{0,45 n}{1,55 n}$

$p_M = 29,41 \, kPa$

Partialdruck der Atome:
$p_A = p \frac{n_a}{n}$

$p_A = p \frac{1,1 n}{1,55 n}$

$p_A = 71,91 \, kPa$

**WodkaRedBull** · 21.10.2011, 10:43

Danke für diese super Erklärung.

VG

Thema: Gasgemisch

Gasgemisch

AW: Gasgemisch

AW: Gasgemisch

Stichworte

Lesezeichen

Lesezeichen

Berechtigungen

Newsletter

Techniker-Forum

Kontakt

Style

Zeit