Какое давление насыщенных паров сырья каталитического риформинга будет при 240°С, если его температурные пределы

Забытый_Сад

10

Давление насыщенных паров вещества определяется его температурой и свойствами вещества. Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Клапейрона-Клаузиуса, который устанавливает связь между давлением, объемом, температурой и количеством вещества.

Формула закона Клапейрона-Клаузиуса выглядит следующим образом:

\[P = \frac{{nRT}}{{V}}\]

где:
P - давление насыщенных паров вещества (в паскалях),
n - количество вещества (в молях),
R - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \, \frac{{\text{{Дж}}}}{{\text{{моль}} \cdot \text{{к}}}}\)),
T - температура (в кельвинах),
V - объем газа (в м^3).

Перед тем как приступить к решению каждой задачи, давайте преобразуем заданные температуры в кельвины. Для этого, к указанным значениям прибавим 273:

1. Задача: Какое давление насыщенных паров сырья каталитического реформинга будет при 240 °С, если его температурные пределы выкипания составляют 120-140 °С?

Для решения данной задачи, мы можем использовать объем вещества. Однако, объем сырья нам неизвестен. Поэтому, для достижения справедливого предположения, мы можем сравнить давление насыщенных паров с температурой в градусах Цельсия:

\[P_1 = P_2 \cdot \frac{{T_1}}{{T_2}}\]

где:
P_1, T_1 - давление и температура насыщенных паров вещества каталитического риформинга,
P_2, T_2 - давление и температура насыщенных паров вещества с температурными пределами выкипания.

Переведем все температуры в кельвины: 240 °C + 273 = 513 K, 120 °C + 273 = 393 K и 140 °C + 273 = 413 K. Теперь мы можем просто пропорционально рассчитать давление насыщенных паров сырья каталитического реформинга:

\[P_1 = P_2 \cdot \frac{{T_1}}{{T_2}} = P_2 \cdot \frac{{513 \, \text{K}}}{{393 \, \text{K}}} = P_2 \cdot 1.3046\]

Следовательно, давление насыщенных паров сырья каталитического реформинга будет составлять 1.3046 раза больше давления паров при температуре его температурных пределов выкипания. Учитывая, что давление насыщенных паров при 120-140 °С составляет обычно около 1 атмосферы или 101325 паскалей, мы можем рассчитать давление насыщенных паров сырья каталитического реформинга:

\[P_1 = 101325 \cdot 1.3046 = 132083.84 \, \text{Па}\]

Таким образом, давление насыщенных паров сырья каталитического реформинга при 240 °C будет около 132083.84 Па.

2. Задача: Каково давление насыщенных паров бензин-растворителя БР-1 при 25 °C, если его средняя температура кипения равна 98 °C.

Мы можем использовать ту же формулу закона Клапейрона-Клаузиуса, но с измененными значениями. Температуры необходимо сначала конвертировать в кельвины: 25 °C + 273 = 298 K и 98 °C + 273 = 371 K. Теперь мы можем вычислить давление насыщенных паров бензин-растворителя БР-1:

\[P_1 = P_2 \cdot \frac{{T_1}}{{T_2}} = P_2 \cdot \frac{{298 \, \text{K}}}{{371 \, \text{K}}}\]

Поскольку у нас нет начальных данных о давлении насыщенных паров при температурных пределах выкипания, мы не можем определить точное значение. Однако, нам известно, что при нормальных условиях (температура 20 °C) давление насыщенных паров бензина составляет около 65.16 паскалей. Мы можем использовать это значение в нашем расчете:

\[P_1 = 65.16 \cdot \frac{{298 \, \text{K}}}{{371 \, \text{K}}} = 52.16 \, \text{Па}\]

Таким образом, давление насыщенных паров бензин-растворителя БР-1 при 25 °C будет около 52.16 паскалей.

3. Задача: Какое будет давление насыщенных паров товарного бензина АИ-93 при 25 °C, если согласно нормам оно составляет 66 660 па при 38 °C?

Снова используем формулу закона Клапейрона-Клаузиуса. Опять же, нам нужно преобразовать температуры в кельвины: 25 °C + 273 = 298 K и 38 °C + 273 = 311 K. Теперь мы можем рассчитать давление насыщенных паров товарного бензина АИ-93:

\[P_1 = P_2 \cdot \frac{{T_1}}{{T_2}} = P_2 \cdot \frac{{298 \, \text{K}}}{{311 \, \text{K}}}\]

Известно, что давление насыщенных паров товарного бензина АИ-93 при 38 °C составляет 66660 паскалей. Подставив это значение, мы можем рассчитать давление насыщенных паров при 25 °C:

\[P_1 = 66660 \cdot \frac{{298 \, \text{K}}}{{311 \, \text{K}}} = 63923.2 \, \text{Па}\]

Таким образом, давление насыщенных паров товарного бензина АИ-93 при 25 °C составляет около 63923.2 паскалей.

4. Задача: Каким будет давление насыщенных паров нефтяной фракции при нагревании ее с 20 °C до 62 °C, если изначально оно составляет 4950 па?

Для решения этой задачи мы можем снова использовать формулу закона Клапейрона-Клаузиуса. Преобразуем температуры в кельвины: 20 °C + 273 = 293 K и 62 °C + 273 = 335 K. Теперь мы можем рассчитать давление насыщенных паров нефтяной фракции:

\[P_1 = P_2 \cdot \frac{{T_1}}{{T_2}} = 4950 \cdot \frac{{293 \, \text{K}}}{{335 \, \text{K}}} = 4321.94 \, \text{Па}\]

Таким образом, давление насыщенных паров нефтяной фракции при нагревании ее с 20 °C до 62 °C составит около 4321.94 паскалей.