Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9851
2018-11-04 
Воздух с примесью угарного газа стационарно протекает по трубе сечения $S$. При прохождении слоя пористого катализатора угарный газ окисляется кислородом воздуха и превращается в углекислый газ в результате реакции: $2CO + O_{2} = 2CO_{2}$. Какое количество молей угарного газа за единицу времени вступает в реакцию? Давление, температура и скорость воздуха на входе $P_{0}, T_{0}$ и $V_{0}$, а на выходе $P, T$ и $v$.
Решение:
Из уравнения состояния идеального газа ($PV = \nu RT$) найдём число молей воздуха $\nu_{0}$ приходящего к слою катализатора за время $t$, и число молей воздуха $\nu$, выходяшего за это время из слоя.
Поступивший объём $V_{0} = v_{0}St$ и тогда $\nu_{0} = \frac{P_{0} v_{0}St}{RT_{0}}$. Аналогично получаем $\nu = \frac{PvSt}{RT}$.
Из уравнения реакции находим, что на каждый моль прореагировавшего $CO$ общее число молей газа сокращается на полмоля. Таким образом, если $\nu_{1}$ число молей $CO$, вступивших в реакцию за время $t$, то $\nu_{1} = 2( \nu_{0} - \nu )$.
Тогда искомая величина $\frac{ \nu_{1}}{t} = 2 \frac{S}{R} \left ( \frac{P_{0}v_{0} }{T_{0} } - \frac{Pv}{T} \right )$.
Воздух с примесью угарного газа стационарно протекает по трубе сечения $S$. При прохождении слоя пористого катализатора угарный газ окисляется кислородом воздуха и превращается в углекислый газ в результате реакции: $2CO + O_{2} = 2CO_{2}$. Какое количество молей угарного газа за единицу времени вступает в реакцию? Давление, температура и скорость воздуха на входе $P_{0}, T_{0}$ и $V_{0}$, а на выходе $P, T$ и $v$.
Решение:
Из уравнения состояния идеального газа ($PV = \nu RT$) найдём число молей воздуха $\nu_{0}$ приходящего к слою катализатора за время $t$, и число молей воздуха $\nu$, выходяшего за это время из слоя.
Поступивший объём $V_{0} = v_{0}St$ и тогда $\nu_{0} = \frac{P_{0} v_{0}St}{RT_{0}}$. Аналогично получаем $\nu = \frac{PvSt}{RT}$.
Из уравнения реакции находим, что на каждый моль прореагировавшего $CO$ общее число молей газа сокращается на полмоля. Таким образом, если $\nu_{1}$ число молей $CO$, вступивших в реакцию за время $t$, то $\nu_{1} = 2( \nu_{0} - \nu )$.
Тогда искомая величина $\frac{ \nu_{1}}{t} = 2 \frac{S}{R} \left ( \frac{P_{0}v_{0} }{T_{0} } - \frac{Pv}{T} \right )$.
