Műszaki kémiai termosztatikai alapszámítások

Tartalom

BEVEZETÉS 1

1. A MÉRTÉKEGYSÉGELEMZÉS 3

1.1. A KONFEKCIÓK, A KOHERENCIA ÉS A HOMOGENITÁS 4
1.2. A MÉRTÉKEGYSÉG-ELEMZÉS NÉHÁNY ALKALMAZÁSI TERÜLETE 7
1. 2. 1. Az SÍ-mértékegységre való átszámítás 7
1. 2. 2. Az "emlékezet kihagyása" és a mértékegység-elemzés 8
1. 2. 3. Az adatok kigyűjtése, megadása 9
1. 2. 4. Az alapegységekre való oktalan redukálás 10

2. A MENNYISÉGI RELÁCIÓKKAL, KONCENTRÁCIÓKKAL KAPCSOLATOS
SZÁMÍTÁSI FELADATOK 11
2.1. A MENNYISÉGI RELÁCIÓK (L: K 2.2.1 ÉS K.2.2.2 !) 11
2.1.1. Példák a tömeg tört és a tömegszázalék kiszámítására, alkalmazására 11
2.1.2 Példák a tömegarány számítására és alkalmazására 19
2.1.2. a. A tömegarány mint abszolút gőztartalom 20
2.1.3 Példák a tömegtöri tömegarányra, illetve a tömegarány tömegtörtre való átszámítására 22
2.1.4. Példák a gázelegyek móltörtjének mólszázalékának, valamint térfogattörtjének és
térfogatszázalékának számítására 25
2 1.5. Példák a folyadékelegyek. valamint a szilárd halmazállapotú többkomponensű rendszerek moltörtjének, mólszázalékának, a, folyadékelegyek térfogattörtjének számítására 32
2.1.6. Példák mólarány és térfogatarány számítására 37
2.1.7. Példák a móltört mólarányra való átszámítására, illetve a mólarány móltörtre való
átszámítására 43
2.1.8 Példák a térfogattört tér fogatarányra, illetve a térfogatarány térfogattörtre való
átszámítására 46
2.1 9. Példa a gázelegyek tömegtörtjének móltörtre. mólarányra, térfogattörtre és
térfogatarányra való átszámítására 48
2.1.10. Példa az ideális gázelegyek W tömegarányának móltörtre, mólarányra, térfogattörtre térfogatarányra való átszámítására 53
2.1.11. Példa az ideális gázelegy móltörtjének. illetve térfogattörtjének tömegtörtre és
tömegarányra való átszámítására 55
2.1.12. Példák az ideális gázelegy mólarányának illeti-e térfogatarányának tömegtörtre
és tömegarányra való átszámítására 56
2.1.13 Példák az ideális folyadékelegyek tömegtörtjének moltörtre, molarányra, valamint
térfogattörtre és térfogat arányra való átszámítására 58
2.1.14. Példa az ideális folyadékelegy tömegarányának moltörtre, mólaranyra, térfogattörtre, térfogatarányra való átszámítására. - binér rendszer esetén 61
2.1.15. Példa az ideális folyadékelegy móltörtjének tömegtörtre. tömegarányra, térfogattörtre, térfogatarányra való átszámítására 63
2.1.16. Példa az ideális folyadékelegy mólarányának átszámítására tömegtörtre, tömegarányra, térfogattörtre és térfogatarányra binér rendszer estén 64
2.1.17 Példa az ideális folyadékelegy, térfogattörtjének, illetve térfogatarányának átszámítására, tömegtörtre, tömegarányra, továbbá móltörtre és mólarányra. (A térfogatarány átszámítások binér rendszerre vonatkoznak) 65

2.2. A BINÉR RENDSZEREK MENNYISÉGI RELÁCIÓVAL KAPCSOLATOS MÉRLEGEGYENLETEK
AZ ÚGYNEVEZETT KEVERÉSI SZABÁLYOK (L K. 2. 2 3 . !) 68
2.2.1. Példák a binér rendszerek kulcskomponensére felírt tömegmérleg- egyenletek gyakorlati alkalmazáséira, a tömegtőri (tömegszázalék), illetve a tömegarány mennyiségi relációval jellemzett rendszerek esetében 69
2.2.2. Példák a binér rendszerek kulcskomponensére felírt mólszámmérleg- egyenletek gyakorlati alkalmazására, a móltört (mólszázalék). illetve a mólarány mennyiségi relációkkal jellemzett rendszerek esetén 77
2.2 3. Példák a biner rendszerek kulcskomponensere felírt térfogati mérlegegyenletek gyakorlati alkalmazásara a térfogattört (térfogatszázalék), illetve a térfogatarány mennyiségi relációjával jellemzett, ideális rendszer esetén 79
2.3. KONCENTRÁCIÓK, Konvenciók (L: K. 2.2.4) 81
2.3.1. Példáik a c tömegkoncentrációval és a c, mólkoncentrációval kapcsolatos
számításokra 81
2.3.1a. A c„ és c„ számpéldái gázelegyekre 82
2.3.1b. A cm és Cn számítása gázelegyekre a x y y, adatok ismeretében, valamint ezek
kiszámítása a C és C adatok birtokában 84
2.3.1c. A c„ és c, számpéldái folyadékelegyekre. oldatokra 88
2.3.1d. A és c„ koncentrációjú, azonos komponensű oldatok keverése 90
2.3.2. A ppm (és ppb) értékek átszámítása c„ koncentrációra, illetve a c„ átszámítása ppm-re
A ppm-féleségek átszámítását 94
2.3.3. Példák a RAOULT-féle koncentráció számítására és alkalmazására 105
2.3.4. Példák az oldatósággal, az adott hőmérsékleten telített oldattal kapcsolatos, számításokra 108
2.3.4a. Példák az oldhatósági szorzat és az oldhatóság közötti kapcsolat problémáira,
sztöchiometriai számításaira 112
2.3 5. Példák a víz-keménységi fokok számítására 119
2 4. A MENNYISÉGI RELÁCIÓ, A KONCENTRÁCIÓ, AZ OLDATKÉSZÍTÉSI, STB. SZÁMÍTÁSOK SZEREPE
A SZTÖCHIOMETRIAI SZÁMÍTÁSOKBAN 125

3. AZ ANYAG KÜLÖNBÖZŐ HALMAZÁLLAPOTÁBAN VÉGBEMENŐ FOLYAMATOKKAL,
VALAMINT AZ ELSŐRENDŰ FÁZISVÁLTOZÁSOKKAL KAPCSOLATOS SZÁMÍTÁSOK,
BECSLÉSEK 129
3.1. A KRITIKUS PARAMÉTEREK KÖZELÍTŐ SZÁMÍTÁSAI 129
3.1.1. A Tk, Pk. Ph (Vm) és ezek pszeudo értékeinek közelítő számítása 129
3.1.2. A kritikus kompresszibilitási tényező (zk) közelítő számítása 133
3.1.3. A kritikus dinamikus viszkózitási együttható (), a pszeudo kritikus becslése 135
3.1.4. A kritikus hővezetési együttható és pszeudo kritikus p becslése 137
3. 2. Az EGYKOMPONENSŰ RENDSZER HALMAZÁLLAPOT-VÁLTOZÁSAIT KÍSÉRŐ ENTALPIAVÁLTOZÁSOK, ÉS AZ IZOCHOR PÁROLGÁSHŐ KÖZELÍTŐ SZÁMÍTÁSAI 139
3.2.1. Az olvadás-dermedéssel (kristályosodással) kapcsolatos közelítő számítások 139
3.2.2. A szublimáció-reszublimációval kapcsolatos közelítő számítások 141
3.2.3. Az evaporáció-kondenzációval kapcsolatos közelítő számítások, - az izoterm-izobár
fázisváltozás esetén 143
3.2.3a. Az anyagok adatának közelítő számítási módszerei 145
3.2.3b. A víz evaporációjával, kondenzációjával kapcsolatos termosztatikai számítások.
(Vízgőztáblázatok: T-s diagram.) 151
3.2.4. A komponensre zárt, merev falú rendszer izochor hevítésének belső energia szükséglete.
Az izochor párolgáshő közelítő számítása 158
3.2.5. Az egykomponensű rendszer tenzióegyenletei 165
3. 3. A GÁZTÖRVÉNYEKKEL KAPCSOLATOS SZÁMÍTÁSOK EGY-ÉS TÖBBKOMPONENSŰ
RENDSZER ESETÉN 169
3.3.1 Példák a gázok általános állapotegyenletével kapcsolatos számításokra
egy- és többkomponensű rendszer esetén (ideális gázelegyek) 169
3.3.2. A POISSON-féle egyenletekkel kapcsolatos számítások 179
3.4. A GŐZ-GÁZ RENDSZEREKKEL KAPCSOLATOS SZÁMÍTÁSOK 184
3.4.1. A gőz-gáz rendszereket jellemző paraméterek becslése, a paraméterek meghatározása
a Mollier-féle (h-x) diagramon, binér rendszer eseten I85
A Mollier-féle (h-x) diagram 197
A nedves.- és harmatponti hőmérséklet 199
Az indirekt hűtés-fűlés gőztartalomcsökkentés 203
Az indirekt gőztartalomcsökkentés kifagyasztással 213
A direkt gőztartalom csökkentés. - növelés 217

4. Anyagjellemzők becslése, közelítő számítása 226
4.1. A GÁZOK, GÁZELEGYEK ANYAGJELLEMZŐINEK BECSLÉSE, KÖZELÍTŐ SZÁMÍTÁSA, FIGYELEMBE VÉVE
AZ ANYAGJELLEMZŐK HŐMÉRSÉKLET - ÉS NYOMÁSFÜGGÉSÉT 226
4.1.1. A gázok, gázelegyek sűrűségének és fajlagos térfogatának számítása 226
4.1.2. A gázok, gázelegyek 77 dinamikus viszkozitási együtthatójának becslése 228
4.1.2.1. Az ismeretlen dinamikus viszkozitási együttható becslése mérsékelt nyomáson (1 bar), adott T hömérsékletre 228
4.1.2.2. A gázok dinamikus viszkozitási együtthatójának hómérsékletfüggéséből adódó interpolálási nehézségek. - mérséklet nyomáson 229
4.1.2.3- A gázok dinamikus viszkozitási együtthatójának nyomásfüggése izoterm körülmények között, valamint a hőmérséklet- és nyomásváltozás együttes hatásának korrekciója az diagrammal 230
4.1.2.4. A gázelegyek dinamikus viszkozitásának becslése A hőmérséklet- és nyomásfüggés korrekciója 233
4 1.3. A gázok, gázelegyek k hővezetést együtthatójának becslése 234
4.1.3.1 Az ismeretlen hóvezetési együttható becslése mérsékelt nyomáson, adott T hőmérsékletre 234
4.1.3.2. A gázok hóvezetési tényezőjének (együtthatójának) hőmérsékletfüggéséből adódó interpolálási nehézségek, - mérsékelt nyomáson 236
4.1.3.3. A gázok hóvezetési együtthatójának nyomásfüggése izoterm körülmények között a
diagram, valamint a hőmérséklet- és nyomásfüggési együttesen korrigáló diagram alapján 237
4.1.3.4. A gázelegyek hóvezetési tényezőjének becslése, a hőmérséklet- és nyomásfüggés korrekciója 240
4.1.4. A gázok tömegdiffúziós együtthatójával kapcsolatos becslése 242
4.1.4. A binér gázelegy ismeretlen diffúziós együtthatójának becslése, (molekuláris szembe-diffúzió) 242
4.1.4.2. A biner gázelegy tömegdiffúziós együtthatójának hőmérséklet- és nyomásfüggése 243
4.1.5. A gázok hőkapacitás fajtáival kapcsolatos számítások, becslesek 243
4.1.5.1. A gazok valóságos izobár moláris hókapacitásának számítása közelítő hatványsorral, adott T hőmérsékletre. Átszámítás a fajlagos hókapacitásra 243
4.1.5.2. A gázok valóságos izobár moláris és fajlagos hőkapacitásának izoterm nyomáskorrekciója
Az entalpia nyomásfüggése 245
4.1.5.3. A gázok közepes izobár (izochor) moláris, fajlagos hőkapacitása 249
4.1.5.4. A gázelegyek hókapacitás fajtáinak számítása, a hőmérséklet-és nyomásfüggés becslése 251
4.1.6. A gázok hőtágulási együtthatója 252
4.1.6.1. A tökéletes gáz és az ideális gázelegy, valamint a reális gáz hőtágulási együtthatója 252
4.2. A FOLYADÉKOK, FOLYADÉKELEGYEK ANYAGJELLEMZŐINEK KÖZELÍTŐ SZÁMÍTÁSA, AZ ANYAGJELLEMZÖK HŐMÉRSÉKLET- ÉS NYOMÁSFÜGGÉSÉNEK BECSLÉSE 254
4.2.1 A folyadékok és folyadékelegyek sűrűségének hőmérséklet- és nyomásfüggését leíró
formulák, az expanziós tényező meghatározása 254
4.2.2. A folyadékok és folyadékelegyek dinamikus viszkozitási együtthatójának becslése, a
hőmérséklet- és nyomásfüggés közelítő számítása
A szuszpenziók dinamikus viszkozitása 258
4.2.2.1. Az ismeretien dinamikus viszkozitási együttható becslése 258
4.2.2.2. A folyadékelegyek dinamikus viszkozitási együtthatójának becslése 259
4.2.2.3. A folyadékok dinamikus viszkozitásának hőmérséklet- és nyomás függése 262
4.2.2.4. Szuszpenziók viszkozitási együtthatójának becslése. 263
4.2 3. A folyadékok és folyadékelegyek hővezetést tényezőjének hőmérséklet- és nyomásfüggés.
A szuszpenziók hővezetést tényezője 264
4.2.3.1 Az ismeretien hővezetési tényező becslése 264
4.2.3.2. Folyadékelegyek hővezetési együtthatójának becslése 266
4.2.3.3. A szuszpenziók hővezetési együtthatójának becslése 267
4.2.3.4. A folyadékok, folyadékelegyek hővezetési együtthatójának hőmérséklet- és nyomásfüggése 267
4.2.4. A folyadékok híg oldatok diffúziós együtthatójának becslése 268
4.2.5. A folyadékok folyadékelegyek hókapacitás fajtái, és azok hőmérséklet- és nyomásfüggése 270
4.2.5.1. A folyadékok ismeretlen moláris, valóságos izobár hőkapacitásának becslése 270
4.2.5.2. A folyadékok valóságos izobár moláris hőkapacitásának nyomásfüggése 271
4.2.6. A folyadékok térfogati (köbös) hőtágulási együtthatójának becslése 274
4.2.7. A folyadékok felületi feszültségének becslése 280
4.3. Az ANYAGJELLEMZŐK NÉHÁNY ALKALMAZÁSI TERÜLETE 282
4.3.1. A Reynolds-szám és az anyagjellemzők hőmérséklet- és nyomásfüggésének kapcsolata 284
4.3.2. Gőzök stacionárius diffúziója nyugvó gázrétegen át: pl. a síkfelületről történő
szabadpárolgás esetén 285
A JEGYZETBEN ELŐFORDULÓ KÖZHASZNÁLATOS TÁBLÁZATOK 289
A MELLÉKLET ÁBRÁI 289

Témakörök