Osoole Mohasebate Shimi Sanati

صفحه 1:
nd ee Dae TOL ol 

صفحه 2:
تبدیل واحدها 

صفحه 3:
مثال: ابعاد و واحدها 6 + 29 آیعاد (انرژی در واحد زمان) یکسان؛ واحدها متفاوت 145 PES ore ear ed) ۱۳۳۳ ‏ال نید‎ ‏اگر هواپیمایی با سرعت دو برابر سرعت صوت پرواز کند (۷/)00: سرعت‎ 7 آوريد. 

صفحه 4:
مثال: ابعاد و واجدها 

صفحه 5:
طول. زمان جرم یرو انرژی دما ملاحظات «۵, ‏ل‎ oO ‏بط‎ 3 Sd o1 ‏بين المللى‎ Creel ad 3 ES a cc ‏ا‎ Seer of b&b b sh fe 5 ما ا 

صفحه 6:
در سیستم مهندسی امریکایی: واحد نیرو منال: ۱ ۳ 

صفحه 7:
مثال:استفاده از ره اثرژی پتانسیل یک بشکه ۱۰ پاوندی را که در ارتفاع ۱۰ فوت از سطح زمین قرار دارد بر حسب 8] تیین ۳۳ ۱ 1 ۰/۰ ا ريلف )عم 

صفحه 8:
منال: وزن ا و مس بت ی ای مت لاس قرار دارد ( با 0010| ل 0 00 - وزن موشک در زمین - وزن موشک در ارتفاع 

صفحه 9:
تبديل واحدها 0ه دام 2۲ یت نات 2 9/۶ ‎has‏ رت ۱39 9 02 260*00۷ تابن ی 000 داك ه66 ٩00/02۵/9 ۹2 ۵ ‏تك ی‎ rel راکوت ۱۵۵۵ رس ‎y=‏ ‏0ف 

صفحه 10:
مثال: كاربرد ابعاد معادله ساده شده انتقال حرارت از یک لوله به صورت زیر است: - ضریب انتقال حرارت مر 0 - قطر خارجی بر حسب ۲ او سس (My yt yiorom \vin VC 

صفحه 11:
واحد مولی ‎eee (Ie nee COC)‏ 9۳001۱ مولکول 2۰۲۳/۰۱۰۲ من ‏مولکول ۰۲۳/۲۱۰۱۰۳ - طسب < سا در 61 ‎pepe. ‎Seer ys ‎fer or reed) 

صفحه 12:
متالی: استفادع از ورن تمی بو ا ۱ ۱ (o) مبنا - دوپاند ,0001 

صفحه 13:
مبال: استفاده از وزن اتمی ۱ 

صفحه 14:
‎re)‏ الل د ‎ee‏ ا ل ل ‎eee Eas‏ ‎ 

صفحه 15:
ft, ft pape cen iia em ‏لوجر جا يا لازم عينوى‎ ١ ‏جح‎ جزء وزنی ات خر را كل مولها FN ean ee Tenet ‏اا ال ا‎ پ‌پ‌پ.- ات ل ل ال 200 

صفحه 16:
مثال: كسر يا جزء مولی و. کسر.یا جز ء وزنی ل ا ل ا لك اا لت لت اك هر بك را تعيين كنيد. Bp COO eT Te eee Pa CS ‏بازنده‎ ‏كد‎ ۳۷۳۸/۰ CALS 9 ey oO. ۳۱/۰ ‏احم ند وت ۰ وتیل‎ 1۰۳/۰ ۱ ۰ 

صفحه 17:
مثال: جر ةع د ل تخل ‎AOL agp ١‏ ا ل ل ا فسا viv as 

صفحه 18:
مثال: وزن مولكولى متوسط هوا مبنا - هوا 10000 ۲ متشکل از ۱۱۱ 96 0/60 60 ‎gee‏ تست لت 3 40 و ۳۲ 5 ‎bin SY‏ ۳/۹ ور کل 1 Tare وزت ۱۳/۳۳ ۸۳۷ 000 

صفحه 19:
بل یا وزن به ازای واحد حجم با ,۳ و A eC ed TOE cot ceca TC ‏مول به‎ shina 1 es Cee men ie ee Iey 

صفحه 20:
مثال: انتخاب مبنا هیدر و کربنهای معطر بین ۱۵ تا ۳۰ درصد بنرین سرب دار و ۶۰1 بتزین فاقد سرب را تشکیل می‌دهند. نسبت ‎Eee Seca Te See dl‏ ا ا ا ا ل 1 ۱ ‎ead‏ تا ‎۳ ‏درصد - وزن مولکولی‎ Pres ۱/۳ ۱۳ ۸ ie) ۸-۱۹ ۸ 75 57 ‎۳ 5 

صفحه 21:
مثال: انتخاب مبنا او ‎Br OL EROS Rare eed, ea 0 oT |‏ 5 on ae: ‏شود ل ا ادر‎ 3 113 “|. 9 1۳۸ 7 Fer) 21 gO’ 3 ١ 5 ay, 

صفحه 22:
مثال: تغيين متا نمونه‌ای از زغال سنک نرم متوسط دارای مواد سازنده زیر است: مواد و 026 | 0 لت 3 1 ل 1 ‎١‏ ا و ‎cen‏ ۳ ا ۱[ 0++++09-9:- آب + خاکستر + ۵ + 0 +60 ۸ 

صفحه 23:
مبنای تازه: (برای تعبین ۷ کربن و هیدروژت) سازنده كسرمولى ‏ 60900 وزن مولکولی ‎bey‏ ‏ا ۹۰ ۸ ۷/۹۰ ‎sal‏ ‏ولد و ‎Is‏ 1۳۰ ۳ ۰ 7 ‏لق‎ ‎"2 ۷ 7 ۳۰ ie ۲ 

صفحه 24:


صفحه 25:
مثال: تبديل دما Wer fas R 9 K.P 4 1)°0d0O 

صفحه 26:
مثال: تبديل دما ظرفیت حرارتی اسید سولفور یکت ابر داده شده است: رت ‎AOL‏ ۰ حرارتی ‎Btu‏ در ان زابطه بر حسب 0 است. معادله را به صورتى بنوسيد كه ظرفيت حرارتى بر حسب [72 حسب ©" باشد. 1 ل ظرفيت حرارتى ‎veel‏ ۱ 11 

صفحه 27:
1 tt 4A-CMl xo-ommcm xS 122 #9 ‏ی‎ vin erly Mbe is) a ft win y/orcm 3 ere eft s 

صفحه 28:
مثال تبدديل فشار Ib ape ‏مطلق . ور‎ 

صفحه 29:
مثال: تبدیل فشار FORM Deverell hcg Aiko) c(i he ed bet ewer car ee TEES TY eo ‏چند 6۳۰ است؟‎ Rad a ed 

صفحه 30:
تبدیل فشار ‎kL TC Se Smet ONS I Tee Toei‏ Ree Uy OB ume ee One et vd LO) Lome el iO ew) ce ee I) ‏وم است؟‎ 9/62/74( ۳2۲- فشار مطلق و<) 

صفحه 31:
متال: تبدیل فشاز ۸۹/۱۹ عمسي ۱ ¥/.cmHOx. ‏2ك‎ Me, ‏تست‎ ۱۸۸۲/9 ۰/۱۲۵ ۲/۵۴ 0 70 

صفحه 32:
منال: قرانت فشار خلاء ‎ec ey eee ome mee STS) )-)‏ ل ‎Al‏ ا ‎SLOT DB‏ کت اک ‎SUB rs eae a‏ موشها زنده نخواهند مالد ‎KPAP= OS - OO‏ 

صفحه 33:
Fluid 3, ps Fluid 1, p, Fluid 2, py 

صفحه 34:
مثال: محاسبه اختلاف فشار در اندازه گیری شدت جریان سیال در لوله‌ها با فثار سنج تفاطلی, اختلاف فشار را در اطراف صفحه و 1 Fluid _Oritice Water, 2 7 32mm ۱ ۴ ۲ 4 10mm “-— Manometer fluid, p= 110x103 kg/m? 

صفحه 35:
مال: استوکپومتری در اتراق هبنان. ,060 تولید می‌شود. ار بخواهيم 000 سمخ خشکت تولید کنیم و :۵۰ از ل ا ل ل ا ل كن - بخ خشک ۵00 با 

صفحه 36:
منال: است و کیومتری ‎Se‏ و( H20: 8,330,000 Ib No oxygen ۱۶۹0 

صفحه 37:
Sora’ ۲ ۱۱ 4 wes ere eter orornses رل 00770 <۸۳ ۳4 ۳۳۰ 2۳ vibmol.\ yelbg /yo \bmolO \ibmol \ =MolbNaSQ 

صفحه 38:
منال: است و کیومتری ‎Pe Sp pees meer se)‏ آلف) از ۵ تن سنک آهکت چند کسید کلسیم حاصل می‌شود؟ از هر باوند سنک آهک چند م00 ۲ به دست می‌آید؟ ۱ Limestone مبنا- ‎٠٠١‏ ياوند سنك آهك 

صفحه 39:
0 مب 58/801800 522 ( lb سنک آهک موردنیاز ۱۶0۶ ۶/۳ 

صفحه 40:
جسمی که کمترین مقدار استو کیومتری را دارد -ت رکیب شونده محدود کننده جمی ابست که ما زان نو ت کیپ شونده تحدود كنيده- تركس تونده إضافيى ی لازم برای تر کیب با محدود میزان تید ۱ 9 جزئی از خوراک يا یک ماده موجود در خوراک که به محصول تبدیل می‌شود درحه دز ‎os‏ ‏۱ ‎ver‏ ee BCLS RRC ee TO RRC Lo een) ۱۶ ‏لب بار‎ در مورد تر کیب شونده با محصول عبارت است از جرم یا تعداد مول محصول نهایی تقسیم بر ‎CEE Ree RT LOE Ter COE rer Tee ene eT ec Seg‏ 

صفحه 41:
مثال: تر کیپ شونده محدود کننده در وا کنش, کامل نشده فلز طه در اثر حرارت كرد نرم سولفيد آنتيموان با آهن قراضه تهيه و به صورت مذاب از ظرف سس مع +۲5 بو + 5 ا ا 01 ‎eye)‏ 0520 الف) ت ركيب شوندة محدود كننده ‎eae‏ لي ج) درجة كامل شدن 

صفحه 42:
0 OES ب شوندة اضافی ‎gto lia (eee ek eee Remo Ae)‏ ل ‎mol F ‎ 

صفحه 43:
۱ ‏م‎ Te ۱/۳۶ درجه کامل شدن ريت ‎TS) )‏ يي الل ل لشت ‎ ‏- للصر بازده 

صفحه 44:
مثال: ت رکیپ شونده مجدود کننده در وا کنشهای کامل نشده ‎re)‏ ا ل لي ‎ALO, +1 ۸۱)60( +۵‏ سنگک معدن بوکسیت ۸4/00 وزنی م0,ا) دارد و بقیه آن ناخالصی است. ۱ ۹ ۰( پاوند محلول اسید به مصرف می‌رسند. ‎Reaper pete ere (1‏ | ب) چه درصدی از ت ر کیب شونده اضافی مصرف شده است؟ ۱ cd 

صفحه 45:
‎mol AO,‏ ۱1 _ ی ‎lb AIO,‏ در ‎mol AD,‏ ط[ ‎٠١١/5‏ بوكسيتط11 ‎=o/av lb mol KO, ‎| Nv Ib HSQ, . Ib mol 180, ‎hat ‏مسري ري‎ es ‎ ‎0 ‏وت شده 1 سولفات[1310 ۵/۲۶ ‎ ‎Rea rer ene ees) ‎ 

صفحه 46:
مثال: کزینند گی و بازده ‎Bien)‏ ب ل ا ل ‎Sie‏ ۱ با دانستن توزیع محصولات (گازی) به شرح زیر: Ocle | ‏نامه‎ am 58 Co ۰ | ۷ | ۳۸ | 9 | ۳۰ | ]۳ ۱ ‏ا‎ We & ci Og We Fits 3 ‏مطلوبست: الف)‎ ب) بازده الم بر حسب اس بح اتیلن به کیلو گرم مول اتان 

صفحه 47:
| حل: الف) اتان اتان کل اتان 

صفحه 48:
یی موازنه مواد 

صفحه 49:
ی در سيستم أ 24.015 © 300 Ib Air 

صفحه 50:
مبنا: 0000 © هوای ورودی 0 ser) 0094/6 ‎Peay ooo).‏ تفه ‏و خارج شده 

صفحه 51:
۱ 5398 بط |اخروجى اط لاط تن .۷ ۱۸/۳ 4 لف 000 ‎rr: Bij ۳۰/۸ vr Rony‏ ۳۰/۸ ‎COs | ely 6;‏ مه ۰۳۲ ولا ‎a ۳۸۱۳ Ts‏ تور ور ا ‎STAD Ak at‏ 5 سس 8 ‎Ne‏ ‏— 9 5 و0 کل ‎Jt‏ ييا ‎aL 0 ۳۰۱۸ ۳‏ 9 ۲ ۱ 

صفحه 52:
جزء جرمی سازنده‌ها . 00و م جریانها ۱ تشکیل دستگاه معادلات: 0 + 0ن - © 2 )@ ۱ 2000 ۱۳ ‎(©x01,@)(A) =(0+/-)(®)‏ ۹ + نع موازنه کلی سیستم ار رت ۱ موازنه 0)©14 در كل سيستم 

صفحه 53:
۱ me ete ote G ab iJ تعداد موازنهها | 0 ۳ Eee PMT res) در واحد 4/1/1 جهار سازنده موجود است 3 تعداد كل موازنهها 0 

صفحه 54:
تعار یف دا ۱ 2 00100000 ۱ ees ees) صد هواى اضافى و اضافی + و2لازم برای احتراق - و)ورودی 

صفحه 55:
مثال: هوا إضافى ٩ ‏ا ا ا‎ eer ea ere SV] I ‏امثلاً اتيلن تحت فشار بعنوان منبع اقتصادى توليد نيرو بيشنهاد شده است.فرض كنيم در يك آزمايش‎ ‏ا ا ا ا ا وو ار‎ | 

صفحه 56:
@ MgO igh T+ cle 1۱ res SE Pe) Pare) ۲ ‏سس م0 سب‎ ۵ ۰ ‏او ورودی:‎ ‏هواط‎ © و0 اد ط- 00000 ‎bold‏ 15-0060 هوا ©0/6 1 000 إمه طآ )97 ار لت : ‎oan‏ ‏۲ ; - ۱۰۰- درصد هوای 21 ۲ و لازم م2 مورد نیز "۰ 

صفحه 57:
مثال: هواى إضافى COE ‏ا ا ا‎ rte Sp) Lo) ‏خطر می‌اندازد‎ eRe nee AL sie eS Shes bac Smet 2) (CON ese Re NERS OCS RSE BEY STE eT) Nee ye) Oe PRG PGE (Eales en Do Rome ne ‏است سوخت مورد استفاده گاز‎ آبا به اين شخص نياز داريد؟ 

صفحه 58:
۸: 0 2196 Ne 79% 6۷ + 2 0» - 0+ 0 مه مولهای و ۳ را 9 مره حوای ود29 ۳ ت 909 00 يا ‎ima)‏ وك أ 60/0 رت رت 

صفحه 59:
هور 22 و فد ان ‎oN)‏ ‏مضي رات وت ‎AA‏ ‏ی ‎sa OCS)‏ عفن 9 oom [es 3 0 ‏ال‎ cled nS Sy) © ‏رفجى‎ ‏يي‎ ل 6 ورودى 136 ىم :موازنه با ‎wool WE 59539 wt OW 9 59939‏ بازنده وت #رصد ‎Che‏ : ‎ol en‏ 1 5000 وت ۷/۰ ‎Seid Da‏ ۳۱۱ ۲ ‏550007 5 عم شید ‎ae Aon 

صفحه 60:
60% of original H20 

صفحه 61:
دو موازنه خمیر و 0,با/ و یک معادله مجموع اجزاء جرمی برای خمیر خشکث می‌توان تشکیل داد. ‎Be ee OTRO LO) Ee RS)‏ 1,0 ۰ موازنه آب : موازنه خهیر ۸۰ (باقیمانده) - ۲۹/۰ (ورودی) 7 سا سازلدة ‎Re‏ إدرصد 0,% سیف ون ‎ere eater | ۹ cre cas‏ ‎or‏ وین ‎pA‏ ‏اليك لضف 

صفحه 62:
مثال: تبلور ‎Sug ms bem ee ey)‏ رک لالس ‎ee Te LUO con ome nL ‏ا ا‎ ‎۱ ‏تب‎ 109/001100 0 leg ‎۱۹ 53 ‏9۰ لالت ‎td‏ لاف ‎۱۳۱۱ te ‎VA + 

صفحه 63:
pore 0 

صفحه 64:
0060 ۳ در مبنا: ‎٠٠٠٠١‏ كيلوكرم محلول اشباع و' (OS hele sre 0 درونيابى 

صفحه 65:
Distillate (Product): P=? 1000 kg feed ‏ومع‎ ۷ 109» ۷ 40% ۵ wr = 1/0 feed Heat Bottoms (woste) B=? NOH: 7 H20:? مبنا: 1600 خوراک ورودی 

صفحه 66:
کیب ساب ال ل ال كك تر تیپ لسبی ته مانده خروجی با - مقطر خروجی ,»۲ - خوراک ورودیب ‎tlt‏ ‏۹6 ۱ تا و امتحان: ۲900 + ۱۳4۵ < ۳۵۵۵ 

صفحه 67:
مثال: احتراق ابتدا اتان را با اکسیژن مخلوط کرده و گازی متشکل از ,۸۰7 اتان و ۱۲۰1 کسیژن به دست ار 4 00 تبدیل شده و بقیه بدون تغییر باقی می‌ماند. تر کیب نسبی گاهای خروجی را به مبنای مرطوب حساب کنید. مبنا: ‎٠٠١‏ مول سوخت 

صفحه 68:
مقدار ى0 لازم : 0 

صفحه 69:
ون ام كل | 262 لت اس باب با استفاده از استو کیو 0 ,کلب برد ما اه باراد 009 امه مراد وبا" امس باراد 0 وت ات تا ۱ ‎eee lon at‏ ‎Ww ,9 bbw 0,1, 00‏ ‎Lew O14‏ ‎neo CLO)‏ 0 ‎eee lor at‏ ‎Lew Va,9 Lb wl 0,1, 00‏ ee a 0۸0 coord 

صفحه 70:
برای محاسبه و باقی‌مانده در گازهای خروجی باید تعیین کنیم از اکسیژن موجود ها ا يت STS sola acl} mae] eG =0,66 _ ‏ال ا ا‎ ا 1 كل ,0 مصرف شده: 0201م طآ ارق HE ۴ 

صفحه 71:
خلاصه محاسبات : 530 ‎fer‏ ‏ما ‏0 ‏وه ‏06 ‏تن یت ‎ke‏ ‏7 Veen OR ooo a ron cL ‏خروجی‎ 1,0 = تا خروجی ل ا ا 00 ‎cal ۸ 3‏ ۷۸۰ اس تاد ‎cals ۳۹۳۰‏ اف 5 ۱۳۸ ۳۳۳ 5 ۳ ۸۰ ‎cane =‏ تا ‎۰ ۳۸۵۶ indie 

صفحه 72:
Ce ee ener See) سازنده إن ثانا در ‎Ont,‏ ۸ 7 0 1 اك ,® ۳۹۳۰ ۳۸ 

صفحه 73:
(pene es Sen Pe SC) مبنا: ۵000 محلول از اسید :1 ۷/۷۷ 

صفحه 74:
۱ موازنه سازنده‌ها ‎(VAT)‏ رز ۱ ‏ی‎ )۱۸۳۷۰( ALO Bee ae ‏ص‎ ‏ل ل‎ CLUE) 0000 ید ب 100905-2-101 

صفحه 75:
مثال: تقطیر جح اس متس مب سس ۰ مت ماما System Boundary. 0 Cooling Woter A> Distillate (Product): P=? 1000 kg feed: ۳3 60% EtOH 10% EtOH / 40% H20 90% H20 * Wt + 110 feed ۳ 2 Heat Bottoms (woste) B=? 3 71 20۷2 Tan H20:? MSPs Se 

صفحه 76:
خروجی -ورودی نوع موازنه -/00 +0 :کل مواد ‎POLO + (S/O) < )69/0(۵۵/۰۵۱۰(‏ ‎(CS/M)OOM (Xo!)‏ = 06/0(۵) + 1/600 ‎eT ROER Oxo) ERO Fed ever) OCOD OMS Sy RCS‏ ‎ene OE Nea eat Sar ete ١‏ 0-۰ تما گرم از بساب 

صفحه 77:
55 مثال: یک نمودار ساده جریان مواد در زیر نشان داده شده است. تتها مقدار 0 معلوم است. حداقل تعداد eS Se ne Le eee aT Seed) 2 ۵504 ? % HNOs 29 ‏موب‎ ka 0 درجه آزادى ۲ و ه ه ه ۶ در کل فقط سه موازنه می‌توان بر قرار کرد بعنی 1 - ‎٩-۲‏ ت ر کیب نسبی و جریان را باید مشخص کرد. سه مقدار با معادلات موازنه قابل محاسبهاند 

صفحه 78:
مثال: خشكك کردن, باهی صید شده را می‌توان به غذا تبدیل کرد. استفاده اا ا 0 | ا ا ‎meso is‏ ا ال ا ا ل ‎cy oy)‏ ۱ ۰ یل وگرم آب خارج شده و محصول بجا مانده /1 ۶۰ آب دارد. مطلوب است وزن قطعات ماهی ورودی ‎oem sar‏ 

صفحه 79:
‎Laks‏ کاملاخشك. هه و۵ مود ‎ ‏جریان 0 , 60 مجهول دو معادله ستقل می‌توان برقرار کرد ‎۱ 

صفحه 80:
حل به طريق ‎٠‏ اح مبنا: 00 قطعات ماهی 0000007 

صفحه 81:
اک ی ادها فرصب کیک اولیب ‎Wk 5 7‏ 7 3 كبك اؤليه 0000>! ! كيك نهابى © -©6/© ‎١‏ 60/0 © -0© lOO dal ‏كييك‎ ‎I SiNga: 000 beg gf CS = PITY (lg CRS -LO by P/O ons, 

صفحه 82:
استفاده از موازنه آب ع ال 0 ۳ 045 youd | OO 451 EST کیک اولیه در کیک خشکن:۱ 6600 دا 60 ‎k(lOO 1,0 4‏ مبنا مى دهيم 0 0 ‎oo) ۳‏ 9 69 OOS Fe نهایی - ازدست رفته - اولیه 

صفحه 83:


صفحه 84:
ممكوصة زيطا ور 1 مفكومنة 5ه 6 System Lf Boundary 1NozS04 160 ppm FE 3300 02504 pe? ‏دوب‎ remainder remainder 120 ومع 

صفحه 85:
حل به طریق چسم رابعد؛ مدعي اولي ‎faites Sih x sl OEM‏ سس اس ‎ye ed‏ ۱ 0 ۳۳۰ کب رف ‎os‏ 35171111111 تس ی ‎=S9V0‏ 5 4 نهایی ۷۵0 ۲ | 920/99 

صفحه 86:
برقراری موازنه ‎WaGOg‏ محلول اولیه ۱۳00اضافه شده - 0096/0 < ۱۵09/0 ۱ ول جرک: موازنه آب دقت حل مسئله 

صفحه 87:
منال: تلود 312° SO 329 mI LO MOOKOF 912 °O dOO 52 pirh Olas GE eS See Emel e rb hs COO e re Ipc ner Mt DAO NES C00). 0). c) ‏محلول اشباع در 0000 در آوریم. چه مقدار آب مورد نیاز است؟ اگر تا صفردرجه سرد‎ كنيم جه مقدار نيترات متبلوراز محلول خارج مى شود؟ 

صفحه 88:
مبنا: 000 تیترات ‎System‏ —_ لست ‎Boundary‏ جح ‎ ‎ ‎ ‎tore ٠ Final F=? oc Compesition — Composition Known . Known ‎5g Ba(NOs)2/100 9 H20 Weight Unknown ‎Weight Known Tie ‎ ‎ ‎Component! ‎ ‎orc ‎Composition ‎Known ‎Weight ‎Unknown ‎ ‎Original ‎too g Ba(NOs)2 ‎2954 ‎20 ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 89:
دود مرت و Nate ene rep oie pe 00 3: ۰ BGO) RS Ee Le SM Seles ier elo) doo fons ۳ we ae ۳-6 ۶ Faro)? ١ حل جبرى: ۳۹۰ 7--21177ذ2<© 

صفحه 90:
مثال: احتراق س فا ذر هزینه کمتر می‌باشد. احتراق کاتالیزوری در دمای پایبنتر (۰06000 ‎)٩۰۰‏ در مقاسه با احتراق مستقیم (000000 تا ۱۵۰۰) انجام می گیرد و مصرف سوخت کمتر است. به واسطه دص 

صفحه 91:
ی ‎e 5‏ ۱ ۱ eM i CIE) به أزاى هر 0000 با خوراك مايع؛ جند باوند ار و 050 iit’ | OO, ue | ‏و‎ ‏ا‎ OPN 00 

صفحه 92:
ne هه | اع 5 

صفحه 93:
واكتش شیمیا ین انجام ,ی کیرد 30 0 ‎BaP‏ مجهول تر کیبهای نمی عنوم. ون د 9ج رابط: . .۰ .۱۰۰ مول از کاز دودکش خشکت ۱ 4 ۱ ‏ل‎ Lene 

صفحه 94:
ا ل ‎Ee‏ ‎cS‏ سب جروه سوه ووه 6 ‎Ky‏ 00 ‎MS)‏ ۱ ‎V2‏ ‎CON I cd ‏كاز خشك‎ ‎۱ mecoe pica] COLO Sirol) eo 0 5 ‏ات‎ ‎dO 

صفحه 95:
EE hg eit ‏یات‎ سس داز گاز خشکت دود کش | 1 ‏هوا/00‎ PRN epee ae OOM cess x ۳ ‏اس‎ 0 Polo Og = (GMO) $9929 “Kyl 0, VES )0/00©( 

صفحه 96:
أ 0 درهوا 90/0 و0 اسب كاز خشتث دود كش 4000<ااورودى 09-01 ©0/6ي00 5 در هوا و و( اس 20 Re ed eS Me Sod 

صفحه 97:
مثال: تقطير كز يك برج تقطير براى جداسازى اسيداستيك؛ آب و بنزن از يكديكر استفاده مى شود. نتاريج آزمايش در شكل ديده مى شوند. ارائه نتايج مربوط به بنزن ميسر نبوده است. شدت جريان بنزن 90000000 System Boundary: ‏سسوي‎ = 10.9% HAC oy 217 "sf Waste 674 2 W Aqueous f 80% acetic acid (HAC) | Solution \ 20% water (H20) Feed Benzine (Bz) (dato not available) Product ۶ ‘Ss. LS? 350 kgHAc/hr 

صفحه 98:
ا 00»پساب ۱ COE og oe ۱ ‏اد خوراک‎ ‏موا خورا ان‎ Aes ‏مد ادن‎ ۷۳۱ ee ny LO 2 ۷ © Ne Toe ue 

صفحه 99:
‎enero‏ 90/0 ماب رک رک 00 موازنه :68 ‎EC)‏ محصول - ,ساب - ۵ خوراک ‎Co‏ و و ار ‎Wen Sat ROY aes) ‏بنای جدید:‎ ‎-: 0 ‏در خوراك 78©/© © 1 محصول ©اباه بدا 990 ‎۱ 

صفحه 100:
ل جبرى: ا نكا سه معادله؟ ا ]» < ۷+ ۳۵۰ (۲۱۷/ ۲ -< |» 0۳ سس :موازنه ‎WO‏ Hite: AAG - ۲۰/۱۰۰ ۲۵۰۸/۰۰ ۱ - ۲۰/۶۷( 

صفحه 101:
سه معادله را انتخاب و حل می کنیم. یکی برای کنترل باقی می ماند (طولانی است). 

صفحه 102:
مثال: اقتصاد مر زا ار ‎pu QV/T'/. Caghy b (1+ sb/ole) ule5‏ ار فى كنك (تحويل). شما مى بذيريد. ميزان رطوبت در كزارش آزمايشكاه .5/47 و خا كستر اا ل ا ۱ ژغالسنک چند دلار است؟ 

صفحه 103:
۱ Sees 3 سح رزیت ‎Pee‏ و خاکستر آب ۳ ‎re‏ ۱ دلار ۸6۱۶ قرارداد 4 ما Ee ICIS ics Peres قابل احتراق مس رت درد ‎BOI‏ م قابل احتراق ١ت‏ 9990 تحویل داده شده 0 

صفحه 104:
جریان ب رگشتی بدون وا کنش شيميايي ۱ ‏ا‎ he memes PRD nS ILy Cc) ROMO Pe rey re rele ‏چندتاست. هر جریان متشکل از سه سازنده‎ ۱ rl) + ‏تغل از تقو از زد چا جر ی واه بس 11 الور وول والحدها‎ la a tes ‏جح‎ بعد بكر عيبن الى شولك 

صفحه 105:
مثال: جويان بركشتى يدون واكنش شيميانى ع ا مخلوطی متشکل از 0۰1 بنزن و 0۰1 تولوئن ‎ES ea IS MRCS ede By BMC TOE eT ea)‏ از قسمت تحتانی برج دارای ‎٩۱7‏ تولوئن است. شدت جریان بخار ورودی به چکالنده از بالای ستون 000 ۱/۲۲ است. جزئی از این محصول را به صورت جریان و ا ل ‎ae Te) Sa NS aOl‏ ی ۱ يكسان باشند مطلوبست نسبت 6 به 0 . 

صفحه 106:
2 82 095 ( أن رو؟ 0:05 ‎Ke‏ ‏۴ هونا برمللمييو8- / 7 balance around Liquid ‏يمح‎ Condenser 10000 9/۳۷ ۱ 0.50 Bz ۱ ‏جوم‎ line for 0.50 Tol \ overol! ‏ی‎ ‎\ ‎oe Ww 1 0.04 Bz 096 Tol Liquid 

صفحه 107:
© 7 موازنه اختیاری است. ابند) از موازنه برای (, 0) 0 و سپس برای تعیین *) موازنه در اطراف چگالنده برقرار ‎owe)‏ ی 0 ل موازنه ۶ 6200۵ اليك PV, =D, + Wi, ۲33 ‏مورنه‎ ۰/۵۰ < ۳01 ۰۵( + W/-¥) 

صفحه 108:
‎las‏ تالنده: ‎ ‎۲, - 7+ ۸ ۰۰ 2 ۵ 20 ۲۹۵۰/9 7 

صفحه 109:
مثال: جریان بر کشتی بدون وا کنش شیمیایی ‎Ce ee Me eae Se‏ ‎el Pee 5‏ و 9 مت ۷۷ 1۳۱۸۳ Composition W=? 100% H20 Evaporator Composition F = 10,000 kg/hr ۵ 20% KNOs R=? Composition 4 H20 ¥ KNO3 Composition 50% H20 50% KNOs Composition C=? ۵ 96% KNOs 

صفحه 110:
0و 0و 0 و ‎)٩‏ چهار مجهول داریم. موانه‌های مربوط به دو سازنده در هر واحد. .5 ی یوب دس وروت رت بر گشتی اشباع است. کات کت کر 7 ‏لكا الك‎ =kg | kg KNO,375/0 ‏ا‎ KNOT 00 9 71 ل ‎H,0 % 5/62‏ 

صفحه 111:
جسم رابط: ,1620 است در كل فرآيند: Crystals we 096 ‏د50‎ ‎0.04 H20 

صفحه 112:
00 1۷ < 1 + 0 +2083M = R Mwy, = R.w,+Cw. 22007 R 375/0+C 96/0M = 5/0 R 375/0 = (R + 2083) 5/0 + GOOD Kg / hr7670-R 

صفحه 113:
مثال: جریان بر گشتی همراه با وا کنش شیمیایی در تولید متیل یدید روز |۱۵00 اسید انا" به متانول اضافه می‌شود: ۲ +7 07 م۵ تن +7 آگر محصول شامل ,7 ۱/۸۱ متیل بدید بهمراه متانول ت کیب نشده و پساب متشکل از ۱/۸۲۸ اسید 00 آلف) وزن متانول اضافه شده در روز چح 0200000 

صفحه 114:
/ Hy 100% CHsl 816% . Product P=? 200 kg /day CH3OH 184 HI 82.6 ‎Waste W= >‏ 1 ,17 میا ‎ ‎Pe en eee er: 

صفحه 115:
ae ‏ا‎ اجزء - درصد»»- - وزنمولعولى ‏ |--»» ‎a‏ اه 2 ‎Xv‏ ‏1680 7 0 ۹ Seco kgi00 ل ل 0 ‎An ۵۵ 1۸‏ ماك ۲ 02 ‎Ore‏ ‏۳1 

صفحه 116:
PB bees eS SC eae See a eC rE Sr seo ee Smeal ame T ‏زر‎ Coma) 1 See a er KO OO 1 AW OT Soest = Kg Wi00/kg HI 00/12 60100 پساب 

صفحه 117:
کیلومول آب ۹۳۸۱۰ | 0 ‎Kort O‏ | رف ۱ | ‏ی‎ | KuO 400 (62929 HI Js = kgW 100 / kg HI 6/206 = 6/82 + 124 =F 

صفحه 118:
9 KS 3 ‏وود كك‎ (0 vet yn كت ۳ ۳ Ky O dO 3 ‏لت‎ 8 10 ۳ ول ‎:W‏ )33 ۳ لحن 7 ae P + 0/968 = 559 + 2000 kg 1631 = P| 395 BaP ey ok Be BY = me eee see pede arose | pen Wee ae See ere ‏ا‎ eB) 

صفحه 119:
۱ eee, AS EUs ee Teel) ‏تبدیل نمی‌شود‎ 0 2 ‏ل اف راكتورة‎ ا ا الا ل ا 5 ا ۱3 Eee Kg/hri000 = R 

صفحه 120:
دوس کاز ژ - ما ات بخار - جا ‎«٠‏ مك 

صفحه 121:
مثال: كازيرد شزايط متعارف حجمی را که به توسط 40 160 از ,(6) در شرایط متعارفی اشغال می‌شود بر حسب "110 به دست آورید. موه ۱91۹ ۲۲/۴۱۵3 00 21 خر ‎Ke‏ ‎RUS‏ 0/0و ولع مین PV=nRT PV=" RT M 

صفحه 122:
۱ OP URR EMT Eee toes s (HED 

صفحه 123:
۴0 ya ,۲۹/۹۲ 22۳6 _- (BO x AHO ‏اح وال + انلود‎ 19 76 ا كع ای 100 لمكي ‎oo. Ro‏ و ۳۰/۲2۵ ارك <۱۵ ۶ yay = vy. KEW G)= tex (200 + 7/14) ۳512 - فشار اولیه حجم نهايى 

صفحه 124:
مثال: قانون کاز كامل ا ال ل ل ۱ شرايط بخار آب يك كاز كامل باشد. 

صفحه 125:
{0 Ib ‏ج02‎ ‎known vol. at S.C. 

صفحه 126:


صفحه 127:
19 es cy ee Pome eT went) P=\¥/y psia V=yos fF //bmol T=ray ۴۶۰+ ۳۲( ( تلاپ نت۱ 47 092۵۹ ‎#6١١‏ اردور ‎Fe 0 ۴۹۲ ) 000729‏ =ar/\¢ 2 ‏رک‎ 1 K(gmol K(kgmol 

صفحه 128:
منال: کازبرد قانون از کامل CCRC es ns Ure Seas EES ne keer a ae a4 ‏چند است..‎ P=ar/\ftHO ۳ ‏در‎ ‎۲۰۲۵۹ ۲ T=wK ۱020 ۳۵۹ 7 ‏هن‎ ‎LEO ECO tbmal wie tier ل مواد 

صفحه 129:
فرض كنيد يك نمونه مخلوط ,710-170 را در يك ظرف استاندارد به حجم 100 :1223© و ١ر5‏ و ل ‏ ا ل ال ا ا ل ‎PDI UTS Eas‏ مخلوط بوده و فشار ظرف 170 او ۱۳ 

صفحه 130:
Cri eR ee OL reac) جرم 330 - ود لد ف 

صفحه 131:
‎baw‏ = ۲۹۱/۰ كرم كاز ‎ 

صفحه 132:
مخلوط كازهاى كامل: لین طلرت قي لهو لك ‎GSES‏ دم 1000 و2020 200 ۱۳۹۱ 22 latm and 20°C 

صفحه 133:
‎nen‏ رس ور بر ‏جزئی با استفاده از تجزیه گاز ام سب ‎ee. | Gy | Ge,‏ ۸۰ 1 0 ‎peso Scarce)‏ ل لي ا ل ل كنيد. 

صفحه 134:
مبنا- حجم ۱۳۵ کاز دود کش با اسمج ‎ERS‏ ۳۳ زاس ‎VEl+(VIO)=1/1-¥ 1۱/۰ 008‏ ‎5 3 08 aha ۸-۰ 9 sino ۰۰/۱ ‏حجم‎ ‎eS AS MeL ‏ع ا‎ 

صفحه 135:
فشار بخار ‎ST‏ مشخصات مخلوط بخار و مایم در حالت تعادل را می‌توان با استفاده از مشخصات بخار اشباع و ]1/1172 ی ‎CSIC B-Boy ROLLS BIBLES. Te ae)‏ ‎eee a UO Tere elas TT‏ Oe aE Ne Ree OL a cs oh 

صفحه 136:
1:91 ‏بخارمر طوب‎ = tee ‏سي جرسى بخار‎ + 

صفحه 137:
منال: تغیبر فشار بخار با دما اال ۱ معادله آنتوان ‎logP‏ معادله كلاوزيوس كلابيرون Ee ‏ا‎ م١‎ UMNO meme gn!) 

صفحه 138:
برون يابى فشار بخار: ‎me Bh)‏ م ۱ ده رت ۱ فشار بخار را می‌توان با استفاده از نمودار 70026 پیش بینی کرد. )) سب ل ا ا ل )ا که ره له ‎REP ae ee arcs eine‏ 1 

صفحه 139:
‎oe Bice‏ ل ‎a _v Ive psi ۳ 9 ‎/spsihe F‏ اديت 7 ‎ ‎Spm Te SCS SIDI ‏و رت‎ ‏بشي | 2000 مو ۳90 ‏تجری ‏6 7( ‏فشار بخار در ساير دماها را مى توان با استفاده از نمودار و يا با برونيابى به دست آورد. ‏روش ديكرا با استقاده از روت انعر 

صفحه 140:
مایعات اشباع از بخار: 

صفحه 141:
نسبت فشارهای جزئی - نسبت مول الکل به هوا ص م2 ین ظ 2 بو كنا Py, = kPa 1/94 - 1۴2/003/5 - 100) ykgmol ss |\kgmol x /¥ 1 Mane ۴۶۸0 olwkgmol\kgmol\K \.-kpa 

صفحه 142:


صفحه 143:
۱۲ ۹ 8 10.110 - فشارهوا - هواسنج زو ۱ ‎CF 80)‏ ال ا ‎P,=P, +P,‏ ‎au om (es)‏ ۱5۱/۹ 

صفحه 144:
11 10000 ‏كاز مرطوب‎ in. Hg 90/28 5 °F 80 ft 10000 423 3$ in. Hg 87/27 5 °F 80 ft 10000 1: in. Hg 03/1 5 °F 80 oF S40= OR °F 809in,Hg 03/107 sy ft* 10000 = te 

صفحه 145:
اشباع جزئی و رطوبت 3 ‎Ferries pressure of Sig 7‏ كه ‎Be = RT .‏ ‎ ‏ال ۳ 5 ‎RG‏ ‏بر 68 - فشار جزئی بخار در مخلوط گاز ‏بی._) - فشار_جزئی بخار در مخلوط هرگاه گاز در این دما از بخار اشاع باشد. ‎ROS eral Oe SYS Ne lpeye re) eral | 

صفحه 146:
رطوبت هوا 1۰1 است. فك آب وجود ۱ شبنم هوا چند است. 1 10 - فشاربخار آب در 9894 

صفحه 147:
‎Tr se‏ ری تا - (61/1 6.۴1 (43/0) - 69/0 ۳1.ص ‎P, - P,,‏ - 67/29 — 69/0 ل نا ‎kare ri ss) |)‏ الل 0 ‎ ‎=lb H,0 10°%51/1 

صفحه 148:
ا ‎ee‏ ۱ فشار کل و ت رکیب نسبی ثابت شروع به میعان می کند. در ضمن سرد کردن درصد رطوبت نسبی افزایش می‌یابد زیرا فشار جزئی بخار آب ابت است ‎een CSS mp Lat et We et cml oN Rees) ems S|‏ ۱ hay بخار آب شروع به میعان خواهد کرد. بعنی فشار بخار آب در نقطه شبنم برابر 11۳1069/0 ‎ee wey eee‏ ۱ 

صفحه 149:
مثال : اشباع مولی روش ديكر بيان غلظت بخار در يكك كاز استفاده از نسبت مولهاى بخار به مولهاى كاز عارى از بخار است. ۶ aie ۳ ما 

صفحه 150:
از ضرب وزن مولكولى در تعداد مول مى توان جرم بخار آب موجود به ازاى واحد جرم كاز خشک را به دست آورد . pe EL! ‏نسبت مولهاى بخار به ازاى هر مول كاز عارى از بخار در مخلوط مورد نظر به مولهاى بخار به‎ Rom ‏ل‎ epee) 

صفحه 151:
واقعى وال مول كاز عارى از بخار بخار 201ص مول كاز عارى از بخار - اشباع مطلق - 85 هت - درصد اشباع مطلق 

صفحه 152:


صفحه 153:
مثال: اشباع جزنی. تاه ۳ 

صفحه 154:
۱۱/۳۷۶ yee Ae ve 10/4 ۹۰/۱۵/۹ 

صفحه 155:
مثال: اشباع جزلىٍ ‎MIB eT Sere‏ ا ل ‎ICR ed a‏ ات دا ايل /ت درصد اشباع نسبى ‎fer Moto)‏ الف) تجزیه بخار .۰۵/۸ اتیل استات ۱ هوا و 

صفحه 156:
ال اتف رطوبت مطلق هوا در ۰۳09 و فشار کل ۰9۵90 1,29 است. مطلوب است ل ل نقطه شبنم هوا جند است؟ | اك يد رو ات ما براى تعيين رطوبت نسبى شار بخار آب را در هوا به دست آورد. 

صفحه 157:
(a) ب 3 (ج) نقطه شبنم دمابى است كه درآن بخار آب موجود در هوا شروع به ميعان مى كند. اين ‎ls (eis Ie‏ ا 0000 

صفحه 158:
هواى مرطوب يا هر مبناى ديكر 11220138 هواى مرطوب صبح مولها - فشار جزئی ‎we‏ (روذ) مخلوط (شب) مخلوط نهايى اوصحا- 3 ۳ فشارهاى جزئى هوا ۱۳۹ ۷۲ موه ۳ ‎Cig‏ ۱۷:۵ ۳۸ 

صفحه 159:
مقدار آب موجود در هواي شب: :موازنه هوا ۲۸/۹ ۱۷/۱ 2 ۱/۸ :موازنه آب ۱۰۰ 2۴۱96 OT ۸/۹ 1 Se MeO ATES 

صفحه 160:
سنا - بك ياوند مول هواى كاملا خشثك bs. 6 ۲۸/۸/۲۰01 ۵ , LbmolkD ibmol ouicls ou > ‏تحار ای‎ 

صفحه 161:
bah’ موازنه انرزى 

صفحه 162:
4-۱.محاسبه انرژی جنبشی ا ا ‎eel een Ree‏ ل ا ل لي ل می کنند. انرژی جنبشی واحد جرم آب را به دست آورید. ار ام (0/©) 00م ‎i‏ 

صفحه 163:
آب را از یکت مخزن به مخزن دیگر در فاصله ۱۰۰ فوتی پمپ می کنند. سطح آب در مخزن دوم ۰ فوت بالاتر از سطح آب در مخزن اول است. افزایش انرژی پتانسیل واحد جرم آب را بر حسب ‎RET ROMEE TS SST) Nn‏ ft/s? 2/32 = g 9 1b,.ft 2/778 - Buti ‎7h‏ خم ا ‎Lal OS we‏ ار 59 وواومبد و ۶ ‎ote‏ 

صفحه 164:
انرژی داخلی - آنتالیی دا ‎yee‏ ‏زا ی تغییرات انرژی دا< ‎es‏ 

صفحه 165:
آنتالیی بصورت تابعی از دما و فشار در يك فرآيند جرخداى سغيرهاى حالتاند. ۱ رده 

صفحه 166:
wile ‏ظرفیت‎ ظرقیت حرارتی بخار آب را در (8/45 00) 1۳810 تعبین کنید. تغییر آنتالپی در فشار ثابت را از جدول بخار بدست آوريد. 11 قلي - (1/2588 - 10)1/2581/[؟1 - 00/7 و1/ل1 CRs" 3 Bev) rene ‏ا‎ Es) ۲ ij 200 fr 296 1 ‏كنا‎ ۵ "OS/9 

صفحه 167:
= rls bC, atl C, =a+ bT 1 017 +1ط +25 رن 7 +7 جه - ره "037 :21 +ه- ره ظرفیت حرارتی یک ماده - گرمای ویژه ظرفیت حرارتی جسم مقایسه ره 

صفحه 168:
معادله ظرفیت حرار نی ‎eS emery ry‏ | 2P 405/3 —*10xT 100/10 + 393/6 = ‏تدای‎ ۰ 8 بر حسب (16) (مصی)/21) است. معادله فوق را به صورتی در وريد كه ظرفيت حرارتى را در تمام فواصل دمايى برحسب واحدهاى زیر به دست دهد: (الف) (۸۵ ۰6) ۵ ۲" و (۲۳0 با ( 60 با (8616(۳0) ۵1 

صفحه 169:
24 Od ۳ ‎Od‏ عت غك 9 ‎59 hod ۱9۳۰۱9 )) ‏بومم)عع ند‎ ۳۹۹ co.) 7 °C) Acad ‏ان‎ ‎2۶۴ ‎ 

صفحه 170:
ظرفیت حرارتی گاز کامل a0+apv)] _[oU+plev)| 20۱ ‏لو‎ ‎or P or P or P or PI 

صفحه 171:
کاربرد قانون کپ (تخمین ظرفیت حرارتی) ظرفیت حرارتی ۳3,0 90,.10ر[ را در دمای معمولی بدست آورید. 0 GS eee mol [2,560,۰10 11,0 1 - ‏میثا‎ ۲ 21 0700009998 He No del reed Sid (gmol(O) ee Piet 

صفحه 172:
ظرفیت حرارتبی مایعات و گازها در مورد محاسبه ظرفیت حرارتی هیدرو کربنهای مایع نفتی فالن و واتسون 60 را به صورت ‎MES go dual 25‏ ۱/۳۵۵+۰/۱۲۸۱۵۰۲ ۸۵۲۷/۵۰۳۱ ۸ 1۳ رمه ير ب 27 ‎spot‏ API=. 6 - ضریب تشخیص عمومی محصولات نفتی. یک مشخصه اساسی نیست (بین ۱/۱۰ تا ۱۳ بوده» در پیوست موجود است) 

صفحه 173:
ِا در كازها و بخارات نفتى «جكالى 99 به هواست Cp=a+ blog! 00 ‏ا‎ 

صفحه 174:
۵ 33.476 33.509 33.522 33.727 34.099 34.543 35.049 35,593 36.166 36.756 37.354 37.948 38.534 39.112 39.672 40.220 40.752 ظرفیت حرارتی متوسط كازهاى احتراق ۵۹ 1/)6] ce; 35.961 36.425 36.467 38.166 40.124 41.852 43.346 44.685 45.877 46.948 47.910 48.869 49.580 58.291 50.919 51.546 52.048 co 29.120 29.126 29.129 29.175 29.497 29.526 29.790 30.108 30.430 30.756 31.078 31.384 34.672 3.944 32.166 32434 32.056 Air 29.062 29.074 29.074 29.141 29.292 29.513 29,781 30,082 30.400 30.718 31.620 21317 385 31.865 32.108 32.338 32.555 32.760 29.241 29.296 29.526 29.932 30.438 30.877 31.333 31.760 32.149 32.501 32.823 33.120 33.388 33.635 33.865 34.082 34.275 Nz 29.116 29.120 29.120 29.141 29.225 29.384 29.601 29.865, 30.154 30.440 30.752 31.045 31.304 31.593 31.840 32.070 32.292 32.505 18 25 100 200 300 500 700 300 1000 1100 1200 $300 1400 1500 

صفحه 175:
ظرفيت حرارتى متوسط كازهاى احتراق القن الا 

صفحه 176:
محاسیه تغیبر ات آنتالپ (7 - 7 گ+(7 ‎AH= { (at bT+ cT)dT=aT- ner‏ فیت حرارتی متوسط ‎Cnt‏ ‏7 - 7ج -1حو - قد L ] 007 7-00-۹۰ 7( ‘Py => _ ‏«۶ء و« و«‎ ۰ far 7-7 9 5 

صفحه 177:
محابیه. ۸11 با استفاده از ظرفیت حرارتی متوسط ‎ce er: WCU) Ce ClO IO CW ome carpe | el es perc eee) ar‏ زر ۱7 0 امقادير مربوط به ظرفيت حرارتى متوسط در شرايط مبناى 0" از جدول: در 1100 ۰6 در ۰018 

صفحه 178:
مبنا - یک کیلو مول ولا ‎=o LG ==‏ الات ‎Gore) 0 CC) hee)‏ ‎ 

صفحه 179:
مثال : محاسبه ‏ ۸۵۱ با استفاده از معادله ظزفیت حوارتی تبدیل زباله‌های جامد به گازهای بی‌ضرر در زباله سوزها با تأیید سازمان‌های حفظ محیط انجام می گيرد. اما کازهای داغ خروجی را باید سرد با با هوا رقیق کرد. بررسی‌های اقتصادی نشان داده است که از احتراق زباله‌های جامد شهری. مخلوط گازی با تر کیب نسبی زیر ۱ wih, OO, ۸۳ 50 eee 

صفحه 180:
سل تیلست 2 : در اثر 

صفحه 181:
0220 <۶ ۸۶۵۰۸۰۲۴۲۹۰۲۲۰ ۲ 2۷ ۰۸۲۶۱ ۸۹۵+... 0 2۰ ۸ ۰۱۵)۶ | ۶۵+ 69) ۰۵۲۱۱۲۲۴۳۱۹۰۲۲ ۱۶۱۲۴۵۰۲۰ ae. 7 ‏تلم(‎ 001 0 T= ‏يي‎ 

صفحه 182:
منال : محاسبه تغبیرات آنتالیی با استفاده از جدول مطلوبست تغییر آنتالپی یک کیلو مول ازت (,[3) که در فشار ثابت 1۳3100 از 618 تا 0 آز روی جدول (دمای مبنا 273 کل( oe Os K: AH = ky ۱۱۰۰ 0۱۳۷۳۰۸ 2۵ ۷ ‏(بابرونیایی)‎ ‎Ke‏ بر رو زر ‎Vieme‏ 2۴ ]۸ :624۲۹۱ ۱۸ ‎ ‏مبنا - يكك كيلو مول ازت (,ل8) ‎kp‏ ۳ 5 م ‎Viema‏ 2-۱ ۵۲۴ -۳۴۷۱۵-< تر 

صفحه 183:
منال: کاربرد جدول بخار re Oye SOP aC CoO RE seen RE ION ad MONT 7 PB err (Gs مبنا - ا ياؤند آب در 600 (دماى مبنا ©©02) ‘Aly Btu Lb ۶ ‏جر‎ ‎۶۰۳/۵2 ‏سل‎ ۵ ‎Ib‏ ۱۵۷۶۱۳۵۷ ۷۸۱۰۷ -6۶۰۴۱۵)- هد 021 2۱۳۱۵۰۶۷ (۱۵۷۶)۸/۳۴۵< كلد ‎ ‏تا ۱ 

صفحه 184:
تغيير آتتالبى در تبديل قاز Berge sk |۱۳ ‏)م‎ ed 5-3 9-۷ 2 ‏مواد معدنى:‎ ‏نقطه ذوب‎ ٩-۱۱ 250 ‏کرمای تب‎ Pen Sar Be nee eee Seer Rec Pep mene eT Cee pe.) 

صفحه 185:
حجم مولی در مورد ب ‎aso‏ op _ ‏بلط‎ 5 dinp_x/rdlogp* __ AH, ‏رز‎ ۳ a) a) 8 

صفحه 186:
با فرض اينكه ‎AD,‏ در فاصله ‎(ales‏ 

صفحه 187:
مثال: گرهاي تبخیر از معادله کلاوزیوس ‏ کلاپبرون ۱ ‏ا الت‎ tp Lee NC ym (-0) bes ‏فشاربخار‎ با استفاده از ‎i‏ 4/1 3 9 ۳۷ J ۳۹۰ 1۰ ا رب بون ذر فواصل كوجك دمايى ,1/1 ثابت است» یا ۲۷۳ ۴۵۲/۸ یا ۱۷۹/۸ ۲ - AH, (= \ ۴ ۵ 7/۲۰۸/۳۱0 ۹۰ ۸ — Buy, ۹۵۵۵ gmo. 

صفحه 188:
شکل نقصانی معادله کلاوز یوس - کلاپبرون (بر حسب دما و فشار نقصانی) ‎eB acc Sle cc)‏ ا ا ل ‎SBT oar) ieee ee ea‏ ل ‎ 

صفحه 189:
محاسبه تغبير انتالبى شامل . تبديل فاز تغيبر آنتالبى يك كيلوكرم آب را از حالت يخى در صفر درجه سانتيكراد به بخار در 120 0" و 0 حاب كنيد. برای محاسبه آنتالپی مسیر زیر را انتخاب می‌کنیم. ۷07 سونو ی 

صفحه 190:


صفحه 191:
System boundary System Accumulation Internal eneray AU > ‏ررك سيرك‎ Kinetic energy AK = Apa K, Potential energy AP = ‏برص يرم‎ Totalenersy = AE = F—F;, ‘Surroundings 

صفحه 192:
او زر سیستم بستاد انرژی داخلی كت ‎Cosa‏ ‎ers nem‏ © كرماى جذب شده توسط سيستم 

صفحه 193:
مثال : کاربرد موزانه انرژی تغييرات ناكهانى در كرماى ورودى به سفينههاى فضايى تهديدى براى سرنشينان و دستكاههاى علمی موجود در سفینه‌ها است. هنگام عبور سفینه از سایه زمین» شار گرمایی دریافتی :/۱۰ مقداری است که در نور لا موچود در سفینه را به عنوان سیستم در نظر بگیرید مقدار هوا ؛ کیلو گرم در دمای ۲620 فرض )| ا ال ل 020 تچ( 2 ‎Be lia‏ ل دن ‎0 ‏مال ا‎ SY eee) (ee) ۲ ‏ا‎ res |) ‎ 

صفحه 194:
سستم با ۱ O=0 (st 

صفحه 195:
۱ ‏و-‎ ۴ mee ‏ا‎ e)e} 3 َ ب) کار انجام شده توسط للف 

صفحه 196:
موازنه انرژی در سیستمهای باز (بدون وا کنش شیمیانی) نو و @ 0 3 ‎Ae‏ ع( مامه 0 ‎ ‎System‏ سر ‎ae Boundory‏ ‎ ‎ 

صفحه 197:
کاربرد موازنه انرژی ۷ ‏عرق‎ 509 09 ۳ ¥2=60 m/s 0 7- ل #2489 10/۷9 کر ۷20 7 System Boundary > 

صفحه 198:
۷ -) + ,ور بر با ‎AE:‏ ‎CS By epee)‏ تله ‎Le See Nei ear a ON <a‏ 0 و ‎(Oe MS‏ ا ترك برا ‏الل ۱ ‏ارات دراک ‎ 

صفحه 199:
(Romer Pear eT Cy ys cme ‏و‎ ‏لفن‎ We ‏لات‎ ا 000 10 ‏لين‎ CORT NSIS) ay 0 ۲۵9/0 2 ۳۹ لا ايد ‎oO‏ 

صفحه 200:
کاربرد موازنه انرژی آب را بوسيله تلمبه از جاهى به عمق ‎SSS a ek Re RL‏ یک مخزن ذخيره سرباز می‌نمایند به طوری که سطح آب در مخزن . ۱۱۵ فوت بالاتر از ‎aOR a Sa te SB ES Be BS Tees oon)‏ ۱ و را ‎SI‏ ‎Mayr Ore Ns) meow mere rupee RT SY Retire ia (nc lo) 1-2‏ رد بخار استفاده می‌شود. .۵۵7 توان مصرفی صرف تلمبه کردن شده و باقیمانده به صورت كرما وارد محيط مى شود. 

صفحه 201:
تحول جاری انت معلوم سا دمایی مخزن ابت تجمع جرم و انرژی وجود. 

صفحه 202:
‎AK =O‏ سرعت جربان آب در جاه و مخزن صفر است عا ني امي كان نمی ‎۵۵/۰ ۰ BOO wad ۳5 -۲ 9 Peer ven rey yr) ‎ae | ‏ص‎ | PN TNE Ts ‎ 

صفحه 203:
2/0 2660000-0000 96000 ...دا On ‏را‎ 2 ۷۷۸۱۶۵) tr (Hp) (cra) =-Onkr SOOO Eevee uae Ona 

صفحه 204:
+ AW 880 - 6000 - )-2600( ۸ ۷۴۱۴ 2 ‏سل‎ 22 Tr =¥/¥0Bty lb __ Btu UDF) AH=CAT =(\/)AT> AT=¥/¥o F 7 2۳۵ 7 aH= ] 60807 Cp=s.\4 ‏زح‎ 

صفحه 205:
منال: موازته انززی بخار آب اشباع در 060600 وارد محفظه جداگانه بخار بک وا کنشگاه ناپیوسته شده و ا لل ا 1 ‎elec yr =)‏ ل ل ل ل ل ل ۱۱ 9 گرم می‌شسوند. ظرفیت گرمایی مسواد 0۳ <1(66/0)()لل و ظرفیت وا کنشگاه ۳0 است. بخار لازم برای هر کیل و گرم ماده را حساب کنید. مدت اقامت مواد در و کنشگاه یک ساعت است. 

صفحه 206:
01۱055( 2 - 5 5 System Boundary. Saturated Saturated Steam 250°C Condensate 250°C 

صفحه 207:
‎A)- eV,- PVD] meat, =0‏ - شا ‎=Q‏ قد 10-7 3 ‎lA,‏ ‎ 

صفحه 208:
مینا < یک سباعت کار مستم. كرماى تلف شده در محيط : © تا Boker CON DESL a ‏سه ل‎ ‏م4‎ 6 كات ۱ واکنش دهنده‌ها آنتالبی وا کنش دهنده‌ها و فراورددها فراورددها 

صفحه 209:
)۲۰-۱۰۰( 0000 199/9 0 =e) | ۱ برع 60 650 تكد 

صفحه 210:
SE ‏اببتانداود‎ Slo 

صفحه 211:
0 تعيين كرماى تشكيل 00) با استفاده از نتايج تجربى (واكنشهاى 4 و 8) من - 00209113011 6۸+ 9)9- 609 Ag+ Ag CA ۲ = ۲۸۸۹۸ -(۱۵ )ره بظ 4 

صفحه 212:
A- B: ‏وى و حدمي‎ Cag 

صفحه 213:
مقدار واکنش " " زا برای اسب آمونياک به دست آورید. ۳9۵۵9۳۸9۵۵9 Peres 2-۴ : +۶۰ ayy مبنا: سب آمونیاک kcal ت۳9 -- [(۲6۰۱۱/۰۱+(۵0] -[۵۷/۸۰ )2۳۳۱/۶۰۶۶ ری ۵ kcal امس 1" 

صفحه 214:
مثال: كزماى تشكيل_شامل تغيير فاز ‎MH, == 199/006 AT |‏ 0و8 م90 وا ‎ae‏ ‎Ay‏ ‎B: HO) 9 HO AL ah ‎ ‎At B: Hig+~ AD Hag ‎Ay ‎gmol ‎ ‏۶ -2 ۲۴/۰۱۲ +۸۳۸ ۲۸۵ << رو بو بر وگل شا ‎ 

صفحه 215:
مثال:۱ گرمای احتراق! ارزش جرارتی ذغالسکت به کار گیری ذغالسنک عبارت است از تبدیل ذغال جامد به کاز است. ارزش حرارتی ذغالستك ها متفاوت است. ذغالستك زير به صورتى كه دريافت شده داراى ارزش حرارتى 70 بوده است. با فرض اينكه ارزش حرارتى ناخالص ذغالستك مقدار فوق باشد» 55 ‏ت رکیب‎ en RNC hal ° at) Ne 0 ل کوگرد خالص ۰ ۷۲ خاكستر ۱ ۰۳ 06 Hie cots CRIES ee gehts ce 

صفحه 216:
0 ل 2 0000 ۳ =kgH,0 50 فد اسر ‎kool O00‏ رت o aoe =kJ/kg 1185 jes ‏ذغال 000 تبخير 00 هناا/ط‎ ‏ل چا وازنى خالص ذغالسكت:‎ 28595 = 1185 — 29770kJ/kg ore) ie Sean ‏توجه‎ (تبديل ارزش حرارتى در حجم ثابت به فشار ثابت) ‎184٠ - ١‏ - دنا 

صفحه 217:
منال : مجاسبه کرمای وا کنش با استفاده از گرمای احتراق 1۱ prea ts ae ASE Cs ye C,H,OH(]) + CHCOOHI) CHQ) + HO) مینا: یک کرم مول 013 ی3ی6 1 استر آب B.S, nol LCM Oh oe Pee AHP, ‏(مواد اوليه 17 ارت‎ - SAH oy <])] ۷۵۹/۱۸ + ۲ ۲۸۴/۱۴([- ]6۱۲۵۱/۹۴( + )۰([ 2۸/۶۲ — kjJ/gmol 

صفحه 218:
منال : ت رکیپ _کرماهای وا کنش ۱ ‏م‎ ys ۳ H(g)+ H(g)— CHG) Few ge mR Ne een Ee On Toomer ene oN Roe S) ee oe hg ا ا ل ا ‎BA Ce)‏ = ۱ 

صفحه 219:
rC(p)+rH,(g)> C_H,(g) AH; =? )(۲ CH@+H@>CH @ ۰ ۸۵۳۲ <-۲۹۱/۶ kcal (I) C,Hg)+00,(g)> rCQ(g)+¥HO0) AH=-or-/ kcal ra) ۲ +o, @> HOW) AH=-wr/r kcal ۳ ۳۵6۵۲0۵/۵۲ 00( AH=-yar/y kcal بکله م0 ۲۲+(۳۵۵ ۰ 11+۴111+۲۲۷۰ -1 - ‎kcal‏ 2۲/۸ اد 

صفحه 220:
منال: رماي وا تنش در فشان ايت ودر جع ‎seal‏ 

صفحه 221:
مین یک کرم مول (0)5 

صفحه 222:
منال: وا کنش‌هاي کامل تشده یکت نوع کانی پیربت آن متشکل از /۸۵ ,69 و ۱۵7 ناخالصی (مواد بی‌اثر سنک و غیره) را با 0 ‏ا‎ co ay 95 1g claw & Slo! clam Toe], 165 +1١0 ‏ب‎ 260 +50 ‎pees 1h)‏ ل ا ا ل و ‎ ‏)2 ل ل ل ‎Puen mes‏ مینک ا ‎De‏ ‏8 ۸0 و ۷۸۸۰ ‎to Shestge‏ کل 15 

صفحه 223:
000 x om 1 ۳۳ 

صفحه 224:
اجزاءكانى درصدوط وزن مولى إصصبط ۳۰ ۰ ٩۱۲ ۵ ۳۹۰ he ۷۵۶ ‏و۵‎ ‎0 ‏موادبىاثر‎ Re ene 65, ‏مقداری از‎ 

صفحه 225:
0 1 و۵ اسب ا ل كك 0/0 000 6م02 دا 50 5 اننا 3 1 5 تولید شد/37 50۰ 01« وع1- ۵0۵ ‎ei)‏ ددا سس 00 وى اد مصرف شده 88/1 ‎eo ee) -kg mol O,‏ 5 co} mony cone) (ROR MON) ‏اجزاء كين‎ ۳ ۷ ۲ ۳۹۹ AHP <)/۲۷(۷۰/۹۶۰( + )۰/۳۴۲()۱۹۶/۵۰۰(- ۶۸۴ ۴۲/۵۲۰۰ <- ۵ AH? =- \/rorkcalkg 

صفحه 226:
منال: محاسبه گرمای وا کنش در دمانی متفاوت با شرایط استاندارد مخترعی تصور می کند کاتالیزور جدیدی ابداع کرده است که واکنش زیر را با میزان تبدیل پیش می‌برد. ‎eae CTY Sd NO BEETS Ler NE Sue‏ ی ‏است؟ ‎Smee)‏ اا ‏لب +0 ]۷ - جد ‎ ‎ ‎]۴)( + )-۳۹۳۵۱۳([ ‎ ‎FAFA) + ¥(- YEVAYY) ۶۴۹۸۹) 0 ‎ 

صفحه 227:
- CP coq) =e [vay +۱۰/۱۰۰۸۰۲- 51" = (Cp aes) =s/ty¥ +... ~ MCP yoy) HPV Hee ۲/۲۰۴ er ۱۴/۹۴۵ +۱۱/۰۸۲ ۲۹۰۲۲ ۲ Ao. AB Ay | =H +A0T +487 4 AV ۳ ۳ Ay, AB; Aas AANA)... ابتدا بيدا مى كنيع غيم و ,451 را مى يابيم و سيس من 111 را 

صفحه 228:
۱۱ (rar لل —— ۴/۱۸۴ +(۱۴/۹۵۴۹۸ )۴/۱۸۴ + ۸۵7 دهع - ۱/۱۹۱۵ ۸۳ -- ۱۳۸۲۵۰۱ gmol اس ی ¥ ۲ - ۱۴۸۳۵۰+ )۴/۱۸۴()- ۱۴/۹۵۴6۷۷۳( + ۱/۷/۷۳۹۰ ۲ (wr) (wr) +) ‏تک‎ i gmolCo <- ۱۴۸۳۵۰ ۴۸۳۶۵ + ۱۳۸۵۳ - ۱۶۷۱- ۱۱۱۴ <- ۷۰ 

صفحه 229:
محاسبه کرمای وا کنش در دمانی متفاوت با شرایط استاندارد kJ/kgmol 164989- Fy 2K 298 4 comi kJ/kgmol ur y AH Jgue 38 Jie ۰60 ‏دمای مبنا:‎ Ob, WO We CO, Obs ra ۸۳۷ ۵ 1 Yo Dam haat ee at ‏تارف‎ oo اه للا ود واکش‌دهندهها ‎AVA) + (v) Qvva4a- ary) ]‏ سس سس ‎٩۱۲( + )۴(6۴۶۴۰- ۷۱۸([‏ -0(0۲۳۴۲] - ‎ ‎J ‎۸۸ ‎kgmolCO ‎ 

صفحه 230:
aA AAA al a ‏منال ما‎ (وار60 -(وای + (60)9 

صفحه 231:
مبنا یکت باوند مول ‎CO‏ ا ا ل ا 00 اس با لازم 000/0 امسا ‎bari 0,2U0‏ 00 Tbmol57/315 ‏مقدار ,() تر کیب نشده خروجی:‎ Ib mol O, 25/0 = 5/0 — (57/3)21/0 Oe ‏د‎ ‎Ib mol N, 82/2 = (57/3)79/0 مقدار ,(6/) خروجی: AE + A[(H+P+K)m W= AH 

صفحه 232:
‎IC‏ هوا ۹4 ات ‎ ‏9۰ ينا = = = = 2 ۳ 1۱۱۲ تیا زار تلو ۸ = = 9۰ وت ۸۰۳ ‏= تن 5 5-5 5-5 ‎ ‎۸۵ Or reed ‏واکش‌دهندهها ‎AH, Eres ‎AH ‎ ‎=Btu/ibmol23447- (1/3 ‎ ‎5690) (25/0) +(2/313-5443)(82/2)+(2/392-8026) (1) 

صفحه 233:
ا ال AH, Pee Seats tr ‏ات‎ TE rate واکنش دهنده‌ها ‎=Btu/Ibmol33629- (3/313-2/125)(1)+(7/312-6984)(57/3)‏ ‎Sietm/ibmol 121927- = 23629-23447+121745- Oe‏ ۳ 0 00 اط 5 Cc booee ‏اد ظ‎ 00 0 EY 5 

صفحه 234:
قصاي كن كا ‎RS‏ ‏موازنه مش 1 

صفحه 235:
منحنی‌های آنتالبی - غلظت ا 0 ی‌شود. ٩ er a mete Meme yc eS Teer Us neyo ts|) S5p—0 99 S551 joo py gh 0 LF! O90 20 0 9 AH=O Of 59 4 Cat ‏محلولهایی با تر کیب‌های نسبی مختلف بر قرار می‌شود و منحنی آنتالپی غلظت رسم‎ ‏می گردد.‎ 

صفحه 236:
70 30 0 30 جس ۱:0 درصد وزنی 0 100 ALAM ۱ ااخ ۱۹۵ ار (۸ ۱ iM 0 MATTE 5 ٩ ٩ 8 8 8 د 

صفحه 237:
مثال: کاربرد منحنی‌های, آنتالبی - غلظت ۱ ae sions he Shy CBT er ENE (0) s LMU P re rmntr ie venecc) ‏اه‎ ee Se eed eee eee ne ‏ل اللا ل‎ ‏فارنهايت لازم است؟ از جدول و منحنى آنتالبى غلظت داريم:‎ آثتالبی آب خالص در ۸۰ درجه فارنهايت 48 بىتىيو بر باوند و يخ خالص در 11 درجة قارنهایت ۱2۳- بی تی‌یو بر پاوند است. ۱ ‏سس‎ Sts) 

صفحه 238:
sg ha) ‏ورعيب سود در +50 در جه فار‎ ١ lakh Le ctu الخصول 77: )لوصحم(-٠٠١)تاروخ(‎ - 10 1129© 0 (ond 029 331 Ze 9 OT) par cin cere Red 

صفحه 239:
a ۱۰ ‏سال‎ + (or an + ‏)ار‎ ۳۶۸۰۰ ۳۰۲۴۰ ۹۱۲۳۰ +) ot 

صفحه 240:


اصول محاسبات شيمي صنعتي(جزوه درسی) فصل 1 تبديل واحدها مثال :ابعاد و واحدها ‏Secs3 + ft1 داراي معني نيست ‏watts300+ hp1 ابعاد (انرژي در واحد زمان) يكسان ،واحدها متفاوت مثال :تبديل واحدها وات =1046وات+300وات 746 اگر هواپيمايي با سرعت دو برابر سرعت صوت پرواز كند ( :ft/sec100سرعت صوت) ،سرعت آن را بر حسب مايل در ساعت به دست آوريد. 1100 ft 1mi 3600sec ‏mi 2 ‏ ‏ ‏1500 ‏sec ساعت5280 ft 1 ‏hr مثال :ابعاد و واحدها ‏in.3 400را به كميت روز ‏cm3 تبديل كنيد ‏min 3 3 روز1 ‏cm3 ‏ 2/54cm 400 ‏ ‏ ‏ 4/56 روز1 دقيقه24 60 ‏min ‏ 1in  ‏in سيستمهاي واحدها طول زمان جرم مالحظات نيرو انرژي دما ( )cgsسيستم مطلق ‏cm ‏s ‏g دين ارگ ـ كالري ‏C, oK مطلق انگليسيFPS ‏ft ‏s پاوند پاوندال پاوندالft- ‏F, oR ‏o علمي سابق ‏o مالحظات طول زمان جرم نيرو انرژي دما ‏SI ‏m ‏s ‏kg ‏N ‏J ‏C, K سيستم گرانشي مهندسي انگليسي ‏ft ‏s *Slug پاوندنيرو ‏Btu ‏o ‏F, R ‏o مهندسي امريكايي ‏ft ‏s,hr ‏lbm ‏lbf ‏Btu ‏F, oR ‏o ‏o بين المللي علمي و معمولي مهندسي شيمي و نفت مثال :در سيستم SIنيرو واحد فرعي است و از رابطه نيوتن به دست مي‌آيد: شتاب جرم 1m ‏1kg 2 1N ‏s 1N ‏F ‏kgm 1 2 ‏s در سيستم مهندسي امريكايي :واحد نيرو ‏gft 1 ‏F 1lbm  2 ( ) 1lbf ‏s gc )( ft)(lbm ‏ft ‏g 32 /17 2  gc 32 / 2 2 ‏s ) (s )(lbf مثال :استفاده از gc ‏ft 0/10جريان دارد انرژي جنبشي آن را برحسب lbf.ftبه دست آوريد. يكصد پاوند آب در لوله‌اي با سرعت ‏s 1 2 ‏mv 2 جرم = K = lb100انرژي جنبشي 2 1lbf 1 10 / 0 ‏ft ‏ ‏ ‏K  (100lb)  ‏155lbf . ft ‏  2 ‏ s  32 /174 lbm. ft 2 ‏s مثال :استفاده از gc انرژي پتانسيل يك بشكه 10پاوندي را كه در ارتفاع 10فوت از سطح زمين قرار دارد بر حسب lbf.ftتعيين كنيد .سطح مقايسه سطح زمين است. = P = mghانرژي پتانسيل 1lbf ‏ft ‏P (100lbm)(32 / 2 2 )(10 /0 ft)  ‏1000lbf . ft ‏lb . ‏ft ‏s 32 / 2 m2 ‏s مثال :وزن تفاوت وزن يك موشك 100كيلوگرمي را بر حسب نيوتن وقتي در ارتفاع 10كيلومتري از سطح زمين قرار دارد ( ‏m ‏m )=76/9g s2با حالتي كه در سطح زمين ( s2 ‏m 1N ) ‏ ‏...... ‏N 2 ‏kgm ‏s 1 ‏s2 ‏m 1N ) ‏ ‏...... ‏N ‏kgm ‏s2 1 ‏s2 تفاضل )=g 80/9واقع شده حساب كنيد. (100kg)(9 / 80 (100kg)(9 / 80 = وزن موشك در زمين = وزن موشك در ارتفاع تبديل واحدها 3 Cm54/2=in1 Cm1=mm10 ft1= in.12 m1=ft28/3 m1=cm1000 yd1= ft3 m00/1=3ft31/35 L1= 3cm1000 mi1 = ft5280 Kg454/0=lbm1 g1=o2H3cm1 gal48/7 = 3ft1 kg1000= o2H3m1 lbm4/62= o2H3ft1 Kg 1= g1000 lbm2000= tonm1 Cal254=Btu1 s60*60=min60=hr1 مثال :كاربرد ابعاد معادله ساده شده انتقال حرارت از يك لوله به صورت زير است: = hضريب انتقال حرارت ‏Btu )(hr)( ft2 )( F 0/ 6 0 /026G ‏h 0/ 4 ‏D ‏lbm ) (hr)( ft2 = Gشدت جريان جرمي = Dقطر خارجي بر حسب ft اگر بخواهيم hرا برحسب ‏Cal ()(min )cm2 )( C بيان كنيم ،ثابت عددي به جاي 026/0چند است؟ ‏Btu 254cal 1h 1in. 2 1 ft 2 1 / 8  F ‏ ‏ ( ()  ) )(  2  (hr)( ft )( F) 1Btu 60min 2 / 54cm 12in. 1C 0 /026G0/ 6 ‏h 0/ 4 ‏D ‏G0/ 6 ‏cal ‏2 /1110 )D0/ 4 (cm2 )( C)(min ‏4 واحد مولي ()kgmol1 = gmol103 =gmol1مولكول mol1 =023/6×1023 مولكول lbmol1 = mole = 023/6 ×1023در SI در سيستم امريكايي جرم بر حسب g وزن مولكولي =gmol مثال :استفاده از وزن اتمي اگر در ظرفي دو پاوند ( NaOHوزن مولكولي = )0/40موجود باشد تعيين كنيد : الف) چند پاوند مول NaOHدر ظرف موجود است. ب) چند گرم مول NaOHدر ظرف وجود دارد. مبنا = دوپاند NaOH 1lbmolNaOH 2 /00lbNaOH ‏ ‏0 /050lbmol 40 /0lbNaOH 1gmol 454 g 2 /00lbNaOH ‏ ‏ ‏22 / 7 gmol 40 /0g 1lb مثال :استفاده از وزن اتمي چند پاوند NaOHدر 5/7گرم مول NaOHدر وجود دارد؟ مبنا = سود gmol 5/7 40g 1lb 7 / 5 gmol ‏ ‏0 / 66lb ‏gmol 454 g چگالي )A 3 ‏ft ( lb )ref 3 ‏ft ( lb ‏spgr چگالي 20 C spgr 0/ 73 چگالي 4 C مثًال 60 141/ 5 ‏spgr   O 60 ‏API  131/ 5 در اين سيستم :چگالي = =3g/cm0000/1جرم ويژه آب در SI در سيستم آمريكايي :چگالي ≠ =3lb/ft4/62جرم ويژه آب در سيستم امريكايي 141 / 5 ‏ 131 / 5 ‏ 60 ‏spgr  60 ‏API  ‏O ft3 يا حجم ويژه = عكس جرم ويژه يعني حجم به ازاء واحد جرم ‏lbm جزء مولي و جزء وزني مولهايA كل مولها =كسر مولي A تجزيه اورسات( :گازها) بر مبناي خشك /به مبناي حجمي يا مولي تجزيه مايعات و جامدات :بر حسب درصد وزني يا درصد مولي ‏ft3 ‏lbmol مثال :كسر يا جزء مولي و كسر يا جزء وزني يك محلول تميز كننده مجاري فاضالب حاوي kg5آب و kg 5سود است كسر مولي و كسر وزني هر يك را تعيين كنيد. مبنا kg100 :محلول سازنده ‏kg كسر وزني وزن مولكولي ‏Kg mol كسر مولي ‏O2 H 00/5 500/0 0/18 278/0 699/0 ‏NaOH 00/5 500/0 0/40 125/0 311/0 00/10 00/1 403/0 مثال :جرم ويژه و چگالي اگر دي برموپنتان داراي چگالي 57/1باشد ،دانسيته بر حسب 3g/cm، 3lbm/ftو kg/m جسم مقايسه :آب 3 3 ‏g 1 / 57 gB/ cm ‏gB ‏ ‏ 1 / 57 ‏cm3 1 /00g / cm3 ‏cm3 1 /00 آبlbm ‏lbmB 1 / 57 lbB/ ft3 ‏ 62 / 4 ‏ 97 / 9 1 /00 lb/ ft3 ‏ft3 ‏ft3 ‏gB 100cm3 1kg 3 kg (1 / 57 3  ()  ) 1 / 57 10 3 ‏cm 1m 1000g ‏m مثال :وزن مولكولي متوسط هوا مبنا = هوا lb mol100 سازنده متشكل از ‏N 0/79 % ‏O 0/21 % 2 2 درصد=mol وزن مولكولي ‏lb %وزن ‏O 2 0/21 32 672 17/23 ‏N 2 0/79 2/28 2228 83/76 2900 00/100 كل 0/100 2900lb 29 /00mol 1 100lbmol = وزن مولكولي متوسط هوا غلظت: g/Lيا وزن به ازاي واحد حجم يا 3lbm/ftو مول به ازاي واحد حجم محلول يا واحدهاي ديگر 3Mg/mيا ppm مبنا: عبارت از مرجعي است كه براي انجام محاسبات انتخاب مي‌شود مثال :انتخاب مبنا هيدروكربنهاي معطر بين 15تا 30درصد بنرين سرب دار و 40%بنزين فاقد سرب را تشكيل مي‌دهند .نسبت اتمهاي كربن به هيدروژن عاملي در تشخيص سازنده‌هاي سوخت محسوب مي‌شود .اگر سوختي متشكل از 80 % وزني كربن و 20%وزني ئيدروژن باشد ،نسبت اتمهاي C/Hدر اين سوخت چند است؟ مبنا 100 :پاونديا kgسوخت سازنده درصد = kg وزن مولكولي ‏Kg mol ‏C 80 0/12 67/6 ‏H 20 008/1 84/19 كل 100 ‏C 6 / 67 ‏ ‏0 / 33 ‏H 19 / 84 مثال :انتخاب مبنا اگر در گازگيري (تبديل زغال سنگ به هيدروژن يا گاز سنتز) kg 50 ،گاز حاصل از يك واحد آزمايشي به طور متوسط متشكل از باشد ،مطلوب است تعيين وزن مولكولي متوسط گاز. 2C ‏O سازنده ‏H درصد ‏kg ‏mol100 0/20 0/40 0/10مبنا0/30 : سازنده ‏CO 2 ‏CO ‏CH ‏H 4 2 2 ‏CH 4 ‏CO درصد = kg mol وزن مولكولي ‏Kg 0/20 0/44 880 0/30 0/28 840 0/40 04/16 642 0/10 02/2 20 0/100 2382kg ‏ ‏23 / 8 kg/ kgmol 100kgmol 2382 جرم مولكولي مثال :تغيير مبنا نمونه‌اي از زغال سنگ نرم متوسط داراي مواد سازنده زير است: مواد گوگرد ازت خاكستر اكسيژن آب درصد 2 1 11 6 3 باقيمانده كربن و هيدروژن با نسبت اتمي =H/C 9است .مطلوب است تركيب درصد مواد متشكله بدن احتساب خاكستر و آب. مبنا kg 100 :زغال سنگ =Kg23=3+11+6+1+2آب +خاكستر O+ N + S + =Kg 77=23-100باقيمانده = H + C مبناي تازه( :براي تعيين kgكربن و هيدروژن) سازنده كسرمولي 90 / 7 ‏H 77  ‏33 /15kgH 210/ 7 ‏C 120 77  ‏43 / 85kgC 210/ 7 كل ‏Kg mol وزن مولكولي ‏kg 90 008/1 7/90 10 12 120 7/210 100 سازنده ‏kg كسر وزني ‏C 85/43 51/0 ‏H 15/33 39/0 ‏S 2 02/0 ‏N 1 01/0 ‏O 6 07/0 كل 0/86 00/1 9 ‏0 / 90 1 9 1 0 /10 ‏ 10 1 /00 :دما ToR ToF TK ToC ToF  1 R    1 F    460    1 R    1C    273    1 / 8  F  32 ToC   1C  ToF (ToC      1 / 8  F  40)  1C      40   تبديل دما:مثال تبديل كنيدoR وK، oF را بهoC100  1K  (100  273 ) C    273 K  1 C   1 / 8  F     32 F 212 F 100 C    1 C   1 R  (212  460) F    672 R  1 F   مثال :تبديل دما ظرفيت حرارتي اسيد سولفوريك ‏Cal رابطه زير داده شده است: ))( Cبا (gmol =T 2-10×727/3+25/33ظرفيت حرارتي ‏Btu (lbmolبر در اين رابطه Tبر حسب oCاست .معادله را به صورتي بنويسيد كه ظرفيت حرارتي بر حسب ) )( Rو T حسب oRباشد. ‏o ‏ 1 C  ‏F ‏33 / 25  3 / 727 10  (ToR  460  32)    ‏        1 / 8 F  ‏2 ‏ از Tازواحد ‏ RببC ‏Cal 1Btu 454 gmol 1C ‏ ‏ ‏ ‏23 /06  2 /07110 2 ToR ‏ ‏ (gmol)( C) 252Cal 1lbmol 1 / 8  R ظرفيت حرارتي  راlbf/ft2 وN/m2 را بر حسبcm50 فشار وارده از طرف ستوني از جيوه به ارتفاع جرم ويژه جيوه 13 / 55 g حساب كنيد ستون جيوه 980cm 1kg 1N 50cm1cm  2   6 / 64 N 2 kgm cm s 1000g 1 2 s2 P 6 / 64 :فشار N 100cm 2 4 N  ( )  6 / 64  10 cm3 1m m2 = جرم ويژه3lbm/ft846 جيوه 1lbf lbf 846lbm 1 ft 1in. 32 / 2 ft 50cmHg  ( )( )( 2 ) ( 1387 2 3 lb . ft ft 12in. 2 / 54cm s ft 32 /174 m s2 مثال تبديل فشار psia 35را به اينچ جيوه تبديل كنيد. مبنا = psia 35 مطلق ‏lb =psia ‏in2 نسبي ‏lb =psig ‏in2 فشار جو + psia= psig 29 / 92in.Hg 35 psia ‏71 / 25in.Hg 14 / 7 psia مثال :تبديل فشار جرم ويژه هوا را با افزايش ارتفاع كاهش مي‌يابد .اگر فشار mmHg 340باشد ،چند O2in.Hو چند KPaاست؟ مبنا = mmHg 340 33 / 91 ftH2O 12in 340mmHg ‏ ‏ ‏182in.H2O 760mmHg 1 f 1 /013 105 N / m2 1KN 340mmHg ‏ ‏ ‏45 / 4 KPa 760 /0mmHg 1000N مثال :تبديل فشار فشار سنج نصب شده بر يك مخزن CO2براي دادن گاز به بطريهاي نوشابه psi 0/51را نشان مي‌دهد .در همان حال از بارومتر in.Hg 0/28خوانده مي‌شود .فشار مطلق گاز در مخزن چند psiaاست؟ مبنا = فشار اتمسفري = in.Hg 28/0 14 / 7 Psia 28 /0in.Hg ‏13 / 78 Psia 29 / 92in.Hg = فشار اتمسفري =psia78/64=78/13+0/51فشار مطلق Psia مثال :تبديل فشار هوا در داخل يك مجرا تحت مكش معادل cm.H2O4جريان دارد .بارومتر ،فشار اتمسفر را برابر mmHg730نشان مي‌دهد .فشار مطلق گاز بر حسب in.Hgچند است؟ مبنا = mmHg 730 29 / 92in.Hg 730mmHg ‏ ‏28 / 9in.Hg 760mmHg مبنا= cm.H2O4مكش = فشار اتمسفري 1in. 1 ft 29 / 92inHg 4 /0cmH2O ‏ ‏ ‏0 /12inHg 2 / 54cm 12in. 33 / 91 ftH2O =in.Hg8/28=12/0-9/28فشار مطلق هوا مثال :قرائت فشار خالء در يك آزمايش فشار سنج نصب شده بر يك مخزن cm.Hg 5/64را نشان مي‌دهد .از بارومتر فشار KPa100قرائت مي‌شود .آيا موشها (آستانه )KPa20جان سالم به در مي‌برند؟ 101 / 3 KPa 64 / 5cmHg ‏86 KPa 76 /0cmHg موشها زنده نخواهند ماند ‏KPa14= 86 - 100 P1  1d1 g P2  2 d2 g   3 d3 g 1 2  P1  P2 (2   )d2 g مثال :محاسبه اختالف فشار در اندازه‌گيري شدت جريان سيال در لو‌له‌ها با فشار سنج تفاضلي ،اختالف فشار را در اطراف صفحه سوراخ‌دار orificeتعيين مي‌شود .شدت جريان را مي‌توان بر حسب افت فشار تعيين كرد .افت فشار P1-P2را برحسب پاسكال حساب كنيد؟ ‏P1  P2 ( f   )g.d2 (1 /10  1 /00) 103 kg 9 / 807m 1N ‏3 ‏ ‏ ‏(22 10 )  ‏21 / 6 Pa 3 2 ‏kgm ‏m ‏s 1 2 ‏s مثال :استوكيومتري در احتراق هپتان CO2 ،توليد مي‌شود .اگر بخواهيم kg/hr500يخ خشك توليد كنيم و 50%از گاز CO2حاصل قابل تبديل به يخ خشك باشد ،چند kg/hrهپتان بايد سوزانده شود؟ = 100وزن مولكولي هپتان مبنا = يخ خشك ( kg500يا يكساعت انجام فرآيند) ‏C7 H16  11O2  7CO2  8 H2O ‏gmol1 ‏gmol11 ‏gmol7 ‏gmol8 ‏g(100)1 ‏g(32)11 ‏g(44)7 ‏g(18)8 100 352 308 144 ‏g452 ‏g452 1kgmolC 1kgCo 1kgmolCo 100kg 7 H16 2 2 ‏ ‏ ‏ ‏325kg 44 kgCo 7 ‏kgmolCo 1 ‏kgmolC ‏H 2 2 7 16 يخ خشك 0/ 5 ‏kg500 مثال :استوكيومتري خوردگي لوله‌هاي ديگ بخار در اثر اكسيژن را مي‌توان با استفاده از سولفيت سديم كاهش داد سولفيت سديم اكسيژن را حذف مي‌كند. 2 Na2 SO3  O2  2 Na2 SO4 چند پاوند سولفيت براي حذف اكسيژن موجود در 106( lb 8330000گالن) آب الزم است ،در صورتي كه غلظت اكسيژن محلول ppm 10بوده و 35 %سولفيت اضافي در آب داشته باشيم ؟ m.w = سولفيت126 اكسيژنppm 10 آب حاويlb 8330000 :مبنا 10lbO2 8330000lbH2O 83 / 3lbO2 (1000000 10)lbH2O 10lbO2 10lbmolO 2lbmol 126lbg 1 / 35 2 8330000lbH2O 6     10 lbH2O 32lbO2 1lbmolO 1lbmol 1 2 885lbNa 2 SO 3 مثال :استوكيومتري تجزيه سنگ آهك به قرار زير است ‏CaCo3 ‏MgCO3 مواد نامحلول 89/92 41/5 70/1 الف) از 5تن سنگ آهك چند lbاكسيد كلسيم حاصل مي‌شود؟ ب) از هر پاوند سنگ آهك چند lb CO2به دست مي‌آيد؟ ج) براي تهيه يك تن آهك زنده ،چند پاوند سنگ آهك مورد نياز است؟ ‏M.W ‏CaCO 100 3 ‏MgCO 84/3 3 ‏CaO 56/0 ‏MgO 40/3 ‏CO2 44 مبنا= 100پاوند سنگ آهك 2 CO)lb( lb 9/40 0/52 CaO 9289/0 89/92 CaCO3 82/2 59/2 MgO 0641/0 41/5 MgCO3 70/1 نامحلول 70/1 نامحلول 7/43 3/56 توليد شدهlbCaO0/52= CaO بازيابي شده2CO سنگ آهك موردنياز سازنده Lbmol 9930/0 lb=درصد سازنده 00/100 1 2000lb 52 /0lbCaO  5 ton5200lbCaO 100lb 1ton  43 / 7lbCO2 0 / 437lb 100lb 2000lb 100lb 1ton  3560lb 1ton 56 / 3 lb جسمي كه كمترين مقدار استوكيومتري را دارد = تركيب شونده محدود كننده جسمي است كه مازاد بر تركيب شونده محدود كننده= تركيب شونده اضافي ×100 ميزان تبديل: مولهاي اضافي مولهاي الزم براي تركيب با محدود كننده = درصد اضافي جزئي از خوراك يا يك ماده موجود در خوراك كه به محصول تبديل مي‌شود درجه كامل شدن واكنش: درصد يا جزئي از تركيب شونده محدود كننده است كه به محصول تبديل مي‌شود گزينندگي: نسبت تعداد مولهاي يك محصول به تعداد مولهاي يك فرآورده ديگر (نامطلوب) Yieldبازده: در مورد تركيب شونده يا محصول عبارت است از جرم يا تعداد مول محصول نهايي تقسيم بر جرم يا تعداد مول تركيب شونده اوليه ( Pپاوند محصول Aبه Rپاوند از تركيب شونده )B مثال :تركيب شونده محدود كننده در واكنش كامل نشده فلز sbدر اثر حرارت گرد نرم سولفيد آنتيموان با آهن قراضه تهيه و به صورت مـــذاب از ظرف واكنش خارج مي‌شود. ‏Sb2S3  3Fe 2Sb 3FeS فرض مي‌كنيم kg6/0سولفيد با kg 250/0آهن حرارت داده شود و kg2/0 sbتهيه شود ،مطلوب است: الف) تركيب شوندة محدود كننده ب) درصد تركيب شوندة اضافي ج) درجة كامل شدن سازنده 1 3 ‏Sb ‏Kg وزن مولكولي g mol 600/0 7/39 77/1 48/4) (=49/1 ‏Fe 250/0 8/55 48/4 3)77/1(=21/5 ‏Sb 200/0 8/121 64/1 48/4كمترين مقدار استيوكيومتري ‏S3 2 ‏FeS 9/87 محدود كننده آهن 1 / 77  1 / 49 درصد  درصد Sb2S3اضافي 100 18 / 8% تركيب شوندة اضافي 1 / 49 مقدار آهن تركيب شده با استفاده از g mol 64/1آنتيموان بدست آمده: 3 g mol Fe 1 / 64 g molSb ‏2 / 46 g mol Fe 2 g mol Sb اگر مقصود از درجة كامل شدن ،جزئي از آهن باشد كه به FeSتبديل مي‌شود: 2 / 46 ‏0 / 55 4 / 48 = درجه كامل شدن درجه تبديل مثًال براساس : Sb2S3 1/64 g mol Sb ‏1 g mol Sb ‏g mol Sb 2S3 ‏0/ 82 = درجة تبديل Sb2S3به Sb 2 g mol Sb 1 g mol Sb 2S3 = 82%درصد تبديل Sb2S3به Sb بازده :به صورت kg Sbحاصل شده از هر 0/ 200 kg Sb 1kg Sb2S3 ‏ 0/ 600 kg Sb 3 2S3 = yieldبازده مثال :تركيب شونده محدود كننده در واكنشهاي كامل نشده سولفات آلومينيوم از بوكسيت با اسيد سولفوريك تهيه مي‌شود: ‏Al2O3  3H2SO4  Al2 SO4 3  3H2O سنگ معدن بوكسيت %4/55وزني Al2O3دارد و بقيه آن ناخالصي است. اسيد سولفوريك مصرفي H2SO4 %7/77دارو و بقيه آن ناخالصي آب است. براي تهيه سولفات ناخالص كه داراي lb 1798سولفات خالص باشد 1080 ،پاونــد بوكســيت و 2510پاوند محلول اسيد به مصرف مي‌رسند. الف) تركيب شوندة اضافي كدام است؟ ب) چه درصدي از تركيب شوندة اضافي مصرف شده است؟ ج) درجه كامل شدن واكنش چند است؟ سولفات1 lbmol سولفات1798 lb ‏5/26 lb mol lA 2 SO3 3 سولفات342/1 lb 0/554 lb Al2O3 1 lb mol Al 2O3 ‏ ‏ ‏5/87 lb mol lA2O3 بوكسيت1lb 101 / 9 lb mol Al 2O3 بوكسيت1080 lb 0/777 lb H2SO4 1 lb mol H 2SO4 اسيد2510 lb ‏ ‏19 / 88 lb mol 2H ‏SO4 اسيد1lb 98 /1 lb H2SO4 اگر Al2O3محدود كننده باشد lb 61/17 = (87/5)3 ،اسيد الزم خواهد بــود ،و اســيد از اين مقدار بيشتر است .پس H2SO4تركيب شوندة اضافي است. مصرف شده 3 lb mol H 2SO4 سولفات5/26 lbmol ‏15 /78 lb mol 2H ‏SO4 سولفات1 lbmol 5 / 26 درجه كامل شدن واكنش 0/ 90 5 / 87 مثال :گزينندگي و بازده در هيدروژن گيري از اتان دو واكنش زير انجام مي‌شود: الف) ب) ‏C2H6  C2H4  H2 ‏C2H6  H2  2CH4 با دانستن توزيع محصوالت (گازي) به شرح زير: سازنده ‏C 2H6 ‏C 2 H4 ‏H2 ‏CH4 كل درصد (حجمي يا مولي) 35 30 28 7 100 مطلوبست :الف) گزينندگي C2H4نسبت به CH4 ب) بازده C2H4بر حسب kg molاتيلن به كيلوگرم مول اتان مبنا = kg mol 100محصوالت حل :الف) 30 kg ml 2C ‏H4 ‏4 / 29 = گزينندگي 7 kg molCH4 ب) تعداد مولهاي C2H6وارد شده در واكنش از تعداد مولهاي اتيلن و اتان بدست مي‌آيد: اتان اتان كل اتان 1 kg molC2 H6 30 kg molC2 H4  ‏30 kg mol 30 kg molC2 H4 1 kg molC2 H6 7 kg molCH4  ‏3 / 5 kg mol 2 kg molCH4 33 / 5 kg mol 30 ‏0/ 90 = 33 / 5بازده فصل 2 موازنه مواد موازنه مواد {مواد مصرف شده} { -توليد شده} { +خروجي} – {ورودي} = {جرم تجمع يافته در سيستم} مثال: اگر 300پاوند هوا و 24پاوند كربن را در دماي oF600در راكتوري قرار داده و پس از احتراق كامل هيچ ماده‌اي در راكتور باقي نماند ،چند پاوند كربن خارج شده است؟ چند پاوند اكسيژن؟ كل مواد خروجي چند پاوند بوده است؟ (ب) چند مول كربن و اكسيژن وارد شده است؟ چند مول از راكتور خارج شده است؟ كل مولهاي ورودي و خروجي چند مول بوده است؟ تجمع وجود ندارد كل مواد خروجي از واكنشگاه ‏lb324=0/24+300 ‏CO2 ‏C+O2  هواي وروديlb 300 :مبنا lb mol O2 0/21 lb هوا 300 lb mol 1 هوا =lb mol O2 18/2 lb mol 100 lb 0/29 هوا lb mol 1 lb C 24 lb 0/12 lb mol O2 18/0 = =lb mol C 0/2 = مصرف نشدهlb O2 76/5 = (32)(18/0) از راكتور خارج مي شود 00/2-18/2 lb CO2 0/88 = (0/44)(00/2) خارج شده از راكتورCO2 خارج شدهN2 lb N2 0/28 N2 0/79 lb mol N2 1 O2 0/21 lb mol O2 18/2 =lb N2 230 جمع كل جريانهاي ورودي و خروجي ورودي ‏lb ‏lb mol خروجي ‏lb ‏lb mol ‏O2 70 18/2 ‏O2 76/5 18/0 ‏N2 230 20/8 ‏N2 230 20/8 ‏C 24 00/2 ‏CO2 88 00/2 كل 324 38/12 كل 324 38/10 مولهاي اجزاء سازنده خروجي ‏O2 كل مولهاي اجزاء سازنده خروجي 18/2 ‏O2 18/0 ـــ بصورت CO2در ‏O2 00/2 كل 18/2 ‏N2 20/8 ‏N2 20/8 ‏C 00/2 بصورت CO2در ‍C 00/2  Wiجزء جرمي سازنده‌ها ‏WF . F = WP . P +WW . W W ، Fو Pجريانها مجموع اجزاء جرمي در هر جريان برابر يك است. ‏WA + W B + W C + … = 1 تشكيل دستگاه معادالت: واحد 1ـ موازنه كلي ‏A = C + 100 ( )20/0()100( +)33/0()C( =)WKCI()Aواحد1ـ KCI واحد 2ـ موازنه كلي ‏A=W+B ()WKCI,A()A( =)50/0()B ‏F=W+P واحد2ـ KCI موازنه كلي سيستم )P(95/0) = F (20/0 كل سيستم موازنه KCIدر ‏WKCI, A  WH O, A 1 2 ‏ Wi 1 مثال: براي حل اين مسئله چند موانه مستقل وجود دارد؟ ‏D ‏B,C ‏C ‏A,B,C ‏A,D تعداد موازنه‌ها در واحد ،Iدو سازنده موجود است 2 در واحد ،IIسه سازنده موجود است 3 در واحد ،IIIچهار سازنده موجود است تعداد كل موازنه‌ها 4 9 ‏B ‏A,B ‏A CO2 تعاريف: ‏CO مبناي مرطوب ،تجزيه اورسات مبناي خشك گازهاي حاصل از تجزيه ‏O2 ‏N2 گازهاي دودكش مبناي مرطوب ‏SO2 O2 : 21/0اضافي × =100 O2 :21/0مورد نياز هواي اضافي هواي مورد نياز ‏O2موردنياز O2 -ورودي به فرآيند O2موردنياز O2اضافي O2اضافي O2 -ورودي × =100درصد هواي اضافي × =100درصد هواي اضافي ‏O2 H ‏CO2 ‏CO ‏O2 آناليز اوراسات يا مبناي خشك ‏N2 × =100 ‏SO2 O2اضافي O2 +الزم براي احتراق = O2ورودي مثال :هواي اضافي در سالهاي اخير موادي غير از بنزين جهت سوخت وسائط نقلية موتوري مورد توجه قرار گرفته است. مثًال اتيلن تحت فشار بعنوان منبع اقتصادي توليد نيرو پيشنهاد شده است.فرض كنيم در يك آزمايش 20پاوند 4H2Cبا 400پاوند هوا سوخته و توليد 44پاوند 2COو 12پاوند COكرده است .درصد هواي اضافي چند است؟ ‏C2 H4  3O2  2CO2  2H2O مبنا 20 :پاوند H2C 4 2Oمورد نياز براي احتراق كامل : =lb mol O2 14/2 2Oورودي: ‏H2C lb 20 4 هوا lb 400 =lb mol O2 90/2 ‏lb mol 1 ‏lb mol O2 3 ‏lb 0/28 ‏H2C lb mol 1 ‏lb mol 1 4 ‏lb mol O2 0/21 هوا lb mol 100 lb 0/29 90/2 -14/2 =5/35 % 14/2 × =100 ‏O2الزم O2 -ورودي O2الزم × =100 O2اضافي O2مورد نياز × =100درصد هواي اضافي مثال :هواي اضافي يك بازارياب پيشنهادي تحت عنوان بررسي پوسيدگي دودكش ،مي‌كند .مي گويد اگر CO2 موجود در گازهاي خروجي از دودكش از 15%تجاوز كند ،سالمتي افراد را به خطر مي‌اندازد و سبب پوسيدگي دودكش مي‌شود .در بررسي گازهاي دودكش متوجه شد كه CO2 30% است سوخت مورد استفاده گاز طبيعي است ( CH4خالص) .هواي ورودي 130%اضافي است آيا به اين شخص نياز داريد؟ ‏CH4  2O2  CO2  2H2O با فرض احتراق كامل مبنا :يك مول CH4 مولهاي هواي الزم: هواي ورودي: ‏moll O2 2 ‏moll 7/5 ‏N2 ‏moll O26.2 ‏moll ‏N280.9 هوا mol =52/9 mol O22هوا mol 00/1 ‏mol 4/12=30/1×52/9 ‏mol O2 21/0 چهار موازنه عنصري C , H2 , O2 , N2برقرار مي‌كنيم و يك رابطه بين مجموع اجزاء. خروجي =CO2 mol 1 خروجي =H2O mol 2 وروديmol C1 خروجي CO2 mol 1 ورودي mol CH41وروديmol C1 وروديmol H4 خروجيO H2 mol 2 ورودي mol CH41وروديmol H4 پس فروشنده متقلب است هوا ‏O2 ‏N2 الزم 52/9 00/2 54/7 اضافي 4/12 60/2 8/9 مجموع 9/21 60/4 3/17 :موازنه C :موازنه H سازنده مول درصد ‏CH4 0 0 ‏CO2 00/1 4/4 ‏H2O 00/2 7/8 ‏O2 60/2 3/11 ‏N2 54/7 80/9 6/75 مثال :خشك كردن يك خمير كاغذ محتوي 17 %آب است .پس از خشك كردن خمير ،معلوم مي‌شود كه 60%آب اوليه خارج شده است .كميتهاي زير را حساب كنيد( .الف) درصد وزني تركيب نسبي خمير خشك خروجي (ب) جرم آب خروجي به ازاي هر كيلوگرم از خمير مرطوب دو موازنه خمير و H2Oو يك معادله مجموع اجزاء جرمي براي خمير خشك مي‌توان تشكيل داد. مبنا :يك كيلوگرم خمير مرطوب ‏Kg426/0= (71/0)(60/0)= H2Oخروجي Kg284/0=426/0 – 71/0 = H2Oدر خمير : موازنه آب تركيب خمير خشك: درصد سازنده ‏kg ‏H2 O 29/0 5/50 خمير 248/0 5/49 كل 574/0 0/100 ( 29/0باقيمانده) = ( 29/0ورودي) :موازنه خمير امتحان :خمير خشك +آب = خمير مرطوب 426/0 + 574/0 = 00/1 مثال :تبلور در مخزني 10000كيلوگرم محلول اشباع NaHCO3در oC60وجود دارد .مي‌خواهيم kg 500 NaHCO3متبلوراز محلول تهيه كنيم .محلول را تا چه دمايي سرد كنيم. دما ‏g H2O100/NaHCO3 ‏gحالليت 50 45/14 60 4/16 40 70/12 30 20 10 1/11 6/9 15/8 بلور مرز سيستم مي‌توان تركيب نسبي محلول اوليه را حساب كرد. محلول اوليه ‏NaHCO3 % 1/14 ‏H2O % 9/85 16 / 4 gNaHCO 3 يا 0 /141 (16 / 4  100)g 60 C : مبنا 10000 :كيلوگرم محلول اشباع NaHCO3در C60 910 ? ‏ 8590 100gH2O ? 10/ 6 NaHCO 3 درونيابي 0 /141(10000)  500 910kg 0 / 859(10000)  0 8590kg 9500kg 11 /1  10 / 6 30  (10 /0) 27  C 11 /1  9 / 6 ‏o :موازنه NaHCO3 :موازنه H2O مثال :تقطير يك توليد كننده تاه‌كار الكل مشكالتي با برج تقطير خود دارد .نحوه كار دستگاه در شكل ديده مي‌شود .توليد كننده دريافته است كه محصول ته برج (پساب) مقدار زيادي الكل دارد .تركيب نسبي پساب و وزن الكل موجود در آن را حساب كنيد. مبنا kg1000 :خوراك ورودي تركيب نسبي پساب ‏Kg100 = (1000)1/0 = P ته مانده خروجي = kgمقطر خروجي – kgخوراك وروديkg 4/4 6/95 100 0 /10(1000)  0 / 6(100) 40 0 / 90(1000)  0 / 40(100) 860 900kg امتحانkgF1000 = kgP100 + kgB900 : :موازنه EtOH :موازنه H2O مثال :احتراق ابتدا اتان را با اكسيژن مخلوط كرده و گازي متشكل از 80%اتان و 20%اكسيژن به دست مي‌آورند .گاز حاصل را با 200 %هواي اضافي مي‌سوزانند .هشتاد درصد اتان به CO2و 10%آن به COتبديل شده و بقيه بدون تغيير باقي مي‌ماند .تركيب نسبي گاهاي خروجي را به مبناي مرطوب حساب كنيد. مبنا 100 :مول سوخت كل O2ورودي سه برابر O2الزم است. 7 ‏C2 H6  O2  2CO2  3 H2O 2 5 ‏C2 H6  O2  2CO 3 H2O 2 : الزمO2 مقدار الزمO2 : Lb mol O2 5.3 Lb mol C2H6 1 Lb mol C2H6 80 Lb mol =O2280 Lb mol O2 260 = 20280 ورودي همراه هواO2Lb: mol O2 780 =(Lb mol O2 260)00.3  ورودي همراه هواN2 : Lb mol N2 79 Lb mol O2780 Lb mol O2 21 80.0 Lb mol CO2 2 00/1 Lb mol C2H6 1 80/0 Lb mol H2O 3 00/1 Lb mol C2H6 1 10/0 Lb mol CO 2 00/1 Lb mol C2H6 1 10/0 Lb mol H2O 3 00/1 Lb mol C2H6 1 Lb mol C2H6 80 =Lb mol N22930 با استفاده از استوكيومتري واكنش =Lb mol CO 280 2 Lb mol C2H6 80 Lb mol C2H6 80 Lb mol C2H6 80 =Lb mol H2O192 =Lb mol CO16 =Lb mol H2O24 براي محاسبه O2باقي‌مانده در گازهاي خروجي بايد تعيين كنيم از اكسيژن موجود ( )lb mol780چه مقدار در تركيب با Cو Hاست. ‏Lb mol =O2224 =Lb mol O220 كل O2مصرف شدهlb mol : ‏O2 244 ‏Lb mol O2 5/3 Lb mol C2H6 80 80/0 ‏Lb mol C2H6 1 00/1 ‏Lb mol O2 5/2 Lb mol C2H6 80 10/0 ‏Lb mol C2H6 1 00/1 = Lb mol O2556= 244- 20 + 780 O2خروجي ‏Lb mol H2O 216= 24 + 192 = H2O خروجي خالصه محاسبات : سازنده سوخت ورودي هواي ورودي گازدودكش درصدگاز دودكش ‏C2H6 80 - 8 21/0 ‏O2 20 780 556 42/14 ‏N2 - 2930 2930 01/76 ‏CO2 - - 128 32/3 ‏CO - - 16 42/0 ‏H2 O - - 216 62/5 100 3710 3854 00/100 تجزيه گازها به مبناي خشك (بخار آب حذف مي‌شود): سازنده ‏Lb mol درصد ‏C2 H6 8 23/0 ‏O2 556 29/15 ‏N2 2930 52/80 ‏CO2 128 52/3 ‏CO 16 44/0 كل 3638 00/100 موازنه مواد با استفاده از روش‌هاي جبري مثال :مخلوط كردن در يك تعميرگاه ،اسيد سولفوريك رقيق را بايد به باطري‌هاي شارژ شده خشك اضافه كرد .از شما خواسته شده مقداري اسيد تازه تهيه كنيد .مخزني حاوي محلول اسيد باطري‌هاي كهنه در دست است كه داراي 43/12%اسيد مي‌باشد .اگر kg200محلول 7/77 %اسيد به مخزن اضافه شود و محلول نهايي داراي 63/18 %اسيد باشد ،چند كيلوگرم اسيد باطري توليد شده است. مبنا kg200 :محلول از اسيد 7/77 %  P = 200 + Fموازنه كل موازنه سازنده‌ها (:H2SO4P = (777/0)200 + (1243/0)F )1863/0 ()1837/0 ‏P = (223/0)200 + (8757/0)F :H2O روش حل جبري: ( :P = (777/0)200 + (1243/0)(200 – P ))1863/0معادالت اولي و دومي اسيد تازه kg 2110= P اسيد كهنه kg 1910= F مثال :تقطير يك نمونه برج تقطير با اطالعات موجود در مورد هر جريان داده شده است .مطلوب است وزن محصول مقطر ( )kgبه ازاي هر كيلوگرم خوراك و هر كيلوگرم از پساب ؟ مبنا :يك كيلوگرم خوراك خروجي = ورودي نوع موازنه = D + W00/1 :كل مواد (:EtOHW + (85/0)D = (35/0)00/1)05/0 (:H2OW + (15/0)D = (65/0)00/1)95/0 حل جبري الزم است (D + (05/0)(D - 1) = (35/0)00/1)85/0 اولي و دومي وزن محصول مقطر به ازاي هر كيلوگرم خوراك kg375/0 = D ‏W = 625/0 وزن مقطر به ازاي هر كيلوگرم از پساب ‏D 0 / 375 ‏ ‏0 / 60kg/ kg ‏W 0 / 625 مثال: يك نمودار ساده جريان مواد در زير نشان داده شده است .تنها مقدار Dمعلوم است .حداقل تعداد اندازهگيريهاي الزم كه جهت تعيين ساير جريانها و تركيب نسبي آنها ضروري است چند است. ‌ جريان درجه آزادي ‏A 2 ‏B 3 ‏C 2 ‏D 2 جمع 9 در كل فقط سه موازنه مي‌توان بر قرار كرد يعني 9 – 3 = 6تركيب نسبي و جريان را بايد مشخص كرد .سه محاسبهاند ‌ مقدار با معادالت موازنه قابل مثال :خشك كردن ماهي صيد شده را مي‌توان به غذا تبديل كرد .استفاده مستقيم از گوشت ماهي بهره‌وري زنجيره غذايي را باال مي‌برد .در عمل آماده سازي ،پس از استخراج روغن از ماهي ،قطعات باقي‌مانده را در خشك‌كن‌هاي دوار كامًال خشك كرده و آسياب و بسته‌بندي مي‌كنند .محصول نهايي حاوي 65%پروتئين است .از يك توده ماهي فاقد روغن كه داراي 80%آب است (20%ديگروزن باقي‌مانده خشك ماهي‌ها BDCاست) 100كيلوگرم آب خارج شده و محصول بجا مانده 40 %آب دارد .مطلوب است وزن قطعات ماهي ورودي به خشك كن. جريان B , Aمجهول دو معادله مستقل مي‌توان برقرار كرد تركيب نسبي اجزاء معلوممبنا kg 100 :آب تبخير شده خروجي = ورودي =B + W = B+100 A كيك اوليه ‏A 150kg نوع موازنه :موازنه كلي مواد 0 / 2A 1 ‏ ‏B ‏ ‏ A :B6/0 = A20/0موازنه BDC 0/ 6 3 1 2 ‏A  A  100 ‏A 100 3 3 حل به طريق جسم رابط: مبنا kg100 :قطعات ماهي ماده نهايي = ماده از دست رفته – ماده اوليه X 60/0 = 20 ‏Kg درصد ? 40 20 60 ? 100 كيك اوليه / kg100كيك نهايي kg 3/33= B سازندهها ‌ Kgدرصد كيك اوليهkg ‏H2 O 80 100 ‏BDC 20 جسم رابط كل 100 20= B 60/0 كيك اوليه / kg100تبخيرشده =H2O kg7/66كيك نهايي – 3/33كيك اوليه kg : 100موازنه كلي استفاده از موازنه آب كيك اوليه / kg100تبخيرشده =H2O kg3/13 ‏Kg BDC 20 در كيك نهاييkg H2O40 كيك اوليه ‏kg100 در كيك خشكBDC kg 60 به kg100 H2Oتغيير مبنا مي‌دهيم كيك اوليه = kg150 كيك اوليه kg 100 تبخير شده H2O 7/66 مبنا = يك كيلوگرم BDC نهايي = ازدست رفته -اوليه تبخير شده H2O ‏kg100 كسر Kg جزء سازنده 40/0 100 80/0 H2 O 60/0 20/0 BDC 00/1 00/1 كل 0 / 80kgH2O 0 / 40kgH2O kgH2O  4 /0  0 / 67 3 / 33 kgBDC 0 / 20kgBDC 0 / 60kgBDC kg 0/1 كيك اوليه kg BDC2/0 H2O تبخير شده kg100 kg BDC 1 Kg H2O 33/3 = kg150 كيك اوليه :موازنه آب مثال :رقيق كردن براي اندزاه‌گيري شدت جريان سيال در خطوط لوله واحدهاي توليدي از مواد كم مقدار ردياب استفاده مي‌كنند .فرض كنيد تجزيه آب رودخانه وجود ppm 180 Na2So4را نشان مي‌دهد .اگر lb10سولفات سديم را به تدريج و به طور يكنواخت در يك ساعت به آب بيفزاييم و تجزيه آب در پايين دست ‏gal ppm3300سولفات سديم را نشان دهد ،شدت جريان بر حسب چند است. ‏hr حل به طريق جسم رابط: مبنا :محلول اوليه ّ( lb100آ ب +سولفات اوليه) سازندهها ‌ اوليه درصد lbنهايي 982/99 H2Oجسم رابط ‏Na2SO4 018/0 كل 000/100 670/99 330/0 000/100 موازنه آب: محلول اوليه lb100/Na2SO4 lb =331/0 ‏lb Na2SO4 33/0 اوليه H2O ‏lb982/99 نهايي lb H2O 670/99 محلول اوليه lb 100 برقراري موازنه :Na2SO4 محلول اوليه /lb100اضافه شده – lb313/0 = 0180/0 331/0 = Gal/hr 383 اوليه lb 100 اضافه شده lb 10 ‏Gal 1 اضافه شدهlb313/0 ‏hr 1 ‏Lb 35/8 : P = 10 + Fموازنه كل حل جبري: 0 / 99982 0 / 99982F 0 / 99670P  P  ‏F 0 / 99670 0 / 99982 ‏F  10  ‏F  F 3205lb/ h 384 gal/ hr 0 / 99670 موازنه آب دقت حل مسئله مثال :تبلور حالليت نيترات باريم در oC 100برابر H2O g100/g34است و در oC 50برابر H2O g100/g0/5است .اگر بخواهيم g100باريم نيترات خالص را بصورت يك محلول اشباع در oC100درآوريم ،چه مقدار آب مورد نياز است؟ اگر تا صفردرجه سرد كنيم چه مقدار نيترات متبلوراز محلول خارج مي‌شود؟ مبنا g100 :نيترات ‏g H 2O =295 ‏g H2O 100 نيترات g 34 نيترات g 100 نيترات در محلول نهايي = g 7/14 ‏g H2O 295 نيترات g 5 ‏g H2O 100 نيترات كربن رسوب كرده = g 3/85نيترات نهايي – g 7/14نيترات g 100 حل جبري: آب محلول نهايي بلورات نيترات ‏ 105  ‏F 295 ‏ 310 ‏ 100  ‏C 395-F 85 g ‏ 100  g 295 F ‏ ‏ 100  5  g 395 C  F :موازنه آب :موازنه كلي مثال :احتراق مزيت عمده انهدام گازهاي متعفن و مواد مضر با احتراق كاتاليزوري نسبت به احتراق مستقيم در هزينه كمتر مي‌باشد .احتراق كاتاليزوري در دماي پايينتر ( oC500تا )900در مقايسه با احتراق مستقيم ( oC1100تا )1500انجام مي‌گيرد و مصرف سوخت كمتر است .به واسطه دماي پايين ،هزينه ساخت و نصب دستگاهها كاهش مي‌يابد. در يك آزمايش ،مايعي متشكل از C%80و H2 %12را تبخير كرده مي‌سوزانند .گازهاي حاصل ا احتراق (گازودكش) تركيب درصد زير را دارد: براي محاسبه حجم دستگاه احتراق ،تعيين كنيد به ازاي هر kg 100خوراك مايع ،چند پاوند مول گاز دودكش حاصل مي‌شود .درصد هواي اضافي چند است؟ ‏CO2 %4/13 ‏O2 %6/3 ‏N2 %0/83 كل 00/100 واكنش شيميايي انجام مي‌گيرد. Wو Aو Fو Gمجهول تركيبهاي نسبي معلوم چهارموزانه سازنده برقرار مي‌شود Cجسم رابط : مبنا 100 :مول از گاز دودكش خشك كيلوگرم Cخروجي = كيلوگرم Cورودي خروجي C kg mol = kg mol Cورودي  سيال مورد آزمايشkg100 : مبنا Kg mol C 1 Kg C88 =Kg mol C 33/7 Kg C12 Kg mol 1 Kg =Kg mol H2 00/6 H212 Kg H22 Kg molC 33/7 kgmol100 گاز خشك Kgمايع آزمايش 100 kgmolC 4/13 =Kg mol 6/54گاز خشك/kg100 مايع آزمايش  N2جسم رابط : ارتباط هوا با گاز خشك مبنا kg mol100 :از گاز خشك دودكش ‏Kg mol گاز خشك دودكش /kg100هواN20/83 Kg mol =0/105 =Kg mol O2 1/22ورودي )O2 = (21/0 )(0/105 هواKg mol 00/1 ‏mol N2 Kg 79/0 گاز خشك دودكش /kg100ورودي Kg mol =O21/22 3 /6 ‏100 ‏19 / 4% 22 /1  3 / 6 درهواKg mol O2 21/0 ‏Kg mol ‏N20/83 در هوا mol N2 Kg 79/0 هواي اضافي اضافي -ورودي × =100درصد هواي اضافي تجزيه گازهاي خشك خروجي خيلي دقيق نيست مثال :تقطير از يك برج تقطير براي جداسازي اسيداستيك ،آب و بنزن از يكديگر استفاده مي‌شود .نتايج آزمايش در شكل ديده مي‌شوند .ارائه نتايج مربوط به بنزن ميسر نبوده است .شدت جريان بنزن در ساعت چند است؟ مبنا kg100 :پساب kgF100/ kgبنزن در F = x مواد خوراك kg پساب = Kgدرصد محصول درصد ‏HA (80/)x-100 0 9/10 0/100 ‏H2 O (20/)x-100 0 7/21 0/0 ‏B ‏X 4/67 0/0 كل 100 100 100 آب جسم رابط: ‏Kg HA 80/0 ‏g H2O7/21 Kg100پساب/در خوراك kg =HA8/86پساب kg100 موازنه HA: ‏HA در هوا H2O Kg 20/0 محصول = HAپساب – HAخوراك 8/86 – 9/10 = 9/75 مبناي جديد )kg HA/hr350( :يكساعت =Kg B/hr311 در خوراك kg B 4/67 محصول kg HA 350 در محصول HA 9/75 ‏hr حل جبري: مجهوالت Wو Fو x سه معادله؟ مبنا :يك ساعت كار يا محصول kg HA 350 ‏F W  350 ‏ 0 / 20(100  x)  ) w(0 / 217 100 ‏ ‏ ‏ 0 / 80(100  x)  ‏F )W(0 / 109)  350(1 /00 ‏ 100 ‏ ‏ ‏F ‏ x  ) W(0 / 674 ‏ 100  ‏F :موازنه كل :موازنه H2O :موازنه HA :موازنه B سه معادله را انتخاب و حل مي‌كنيم .يكي براي كنترل باقي مي ماند (طوالني است). )0 / 2(100  x 0 / 217 100  x ‏ ‏1 / 61 ‏x 0 / 674 ‏x ‏ x 38 / 3  100  x 61 / 7 12 / 34 F 21 / 7W  W 0 / 569 0 / 431F 350  F 811 / 4 ‏B 311kg/ hr مثال :اقتصاد ميكنند .فرض كنيد در كارخانه ،زغالسنگ را بر اساس رطوبت و خاكستر خريداري ‌ اولين وظيفه محول شده مأموريت خريد زغالسنگ باشد .بازارياب شركت قرارداد زغالسنگي (ماه/بار )10با رطوبت 2/3%و خاكستر 3/5%به بهاي هر تن 85/4دالر پيشنهاد ميپذيريد .ميزان رطوبت در گزارش آزمايشگاه 5/4%و خاكستر ميكند (تحويل) .شما ‌ ‌ 6/5%است .در صورتحساب (تن/دالر )85/4نوشته شده است .بهاي واقعي هر تن زغالسنگ چند دالر است؟ مبنا :يك تن زغالسنگ تحويل شده مواد تحويل شده (آزمايشگاه) قرارداد قابل احتراق 899/0 915/0 خاكستر+آب 101/0 085/0 كل 1 1 تن تحويل داده شده /دالر =76/4 دالر 85/4 قرارداد ton 1 قابل احتراق ton 899/0 قرارداد ton 1 قابل احتراق ton 915/0 تحويل داده شده ton1 جريان برگشتي بدون واكنش شيميايي نمودار زير را بررسي كنيد .حداكثر تعداد موانه مستقل كه در اين سيستم مي‌توان برقرار كرد چندتاست .هر جريان متشكل از سه سازنده اتانول ،استون و متانول است. در هر واحد Aو Bو Cسه موازنه مستقل مي‌توان برقرار كرد :مجموعًا 9معادله حداكثر تعداد موازنه‌هاي مستقل از مجموع سازنده‌ها در‌ هر واحد پس از افزودن واحدها به يكديگر تعيين مي‌شوند. مثال :جريان برگشتي بدون واكنش شيميايي در يك ستون تقطير 10000kg / hrمخلوطي متشكل از 50%بنزن و 50%تولوئن تفكيك مي‌شود .محصول فوقاني پس از عبور از چگالنده حاوي 95%بنزن مواد خروجي از قسمت تحتاني برج داراي 96%تولوئن است .شدت جريان بخار ورودي به چگالنده از باالي ستون kg / hr 8000است .جزئي از اين محصول را به صورت جريان برگشتي به برج برمي‌گردانند .و بقيه جهت مصارف ديگر خارج مي‌شود .با فرض اينكه جريان فوقاني برج ، Vمحصول خروجي ، Dجريان برگشتي Rداراي تركيب نسبي يكسان باشند مطلوبست نسبت Rبه . D مبناkgF 10000 : ? Rموازنه اختياري است. ابتدا از موازنه براي ) D (W ,و سپس براي تعيين Rموازنه در اطراف چگالنده برقرار مي‌كنيم .براي Dجسم رابط وجود ندارد .روش حل جبري ضروري است .پس از D، R را از طريق تفاضل حساب مي‌كنيم. موازنه كل: ‏F=D+W ‏D+W = 10000 ‏F.WF D.WD  W.WW موازنه سازنده (بنزن): )10000(0 / 50) D(0 / 95)  W(0 /04 5000 0 / 95(10000  W)  0 /04W W 4950kg/ hr D 5050kg/ hr :موازنه در اطراف چگالنده V R  D 8000 R  5050 R 2950kg/ hr R 2950  0 / 584 D 5050 مثال :جريان برگشتي بدون واكنش شيميايي نتايج مربوط به يك تبخير كننده در شكل ديده مي‌شود. مطلوبست شدت جريان برگشتي (.)kg / hr  ‍Cو Wو Mو Rچهار مجهول داريم .موانه‌هاي مربوط به دو سازنده در هر واحد. جواب خواهيم داشت R .درصد H2Oو KNO3را به دست مي‌آوريم .جريان برگشتي اشباع است. مبنا = kg1آب + Kg6/1 = kg KNO3 6/0آب kg 0/1 ‏KNO3 %5/3 7 ‏H2O % 5/62 محلول برگشتي= kg / kg KNO3 375/0 ‏KNO3 6/0 آب Kg1 ‏Kg H2O 1 محلول ‏Kg6/1 جسم رابط KNO3 :است در كل فرآيند: مبنا = يك ساعت يا kg 1000خوراك خوراكkg1000 بلور 0 kg / hr 2083 = C ‏hr1 نيترات ‏kg20/0 بلور kg 1 ‏Kg F 1 نيترات kg 96/0 موازنه در اطراف متبلور كننده ‏M=R+C + 2083M = R ‏MwM = R.wR+Cwc سازنده‌ها ‏R 375/0 + C 96/0M = 5/0 ‏R 375/0 = (R + 2083) 5/0 + 2000 ‏Kg / hr7670 = R مثال :جريان برگشتي همراه با واكنش شيميايي در توليد متيل يديد ،روز kg200/اسيد HIبه متانول اضافه مي‌شود: ‏HI  CH3 OH  CH3 I  H2O اگر محصول شامل 6/81 %متيل يديد بهمراه متانول تركيب نشده و پساب متشكل از 6/82%اسيد HIو4/17%آب فرض شود و درجه كامل شدن واكنش در واكنشگاه 40%باشد مطلوبست: الف) وزن متانول اضافه شده در روز ب) مقدار HIدر جريان برگشتي مجهوالت Mو Wو Pو R برقراري موازنه كل براي Mكافي است و در آن Rوجود ندارد .با برقراري موازنه عناصر O ، I ، Hو Cجواب خواهيم داشت .براي Rموازنه در اطراف يك ميكنيم. نقطه را انتخاب ‌ ميكنيم. براي برقراري موازنه عناصر تركيب نسبي را بر حسب كميت مولي بيان ‌ مبنا = kg100پساب :W جزء درصد= Kg وزن مولكولي ‏Kg mol ‏HI 6/82 128 646/0 ‏H2O 4/17 18 968/0 كل 0/100 مبنا = kg100محصول سازنده درصد= Kg ‏MW ‏kgmol معادلkgmolاز CH3OH ‏CH3I 6/81 142 575/0 575/0 ‏CH3OH 4/18 32 575/0 575/0 150/1 عنصر رابط وجود ندارد .براي ارتباط Mبه Pمي‌توان از موازنه CH3و نيز از نسبت استوكيومتري 1استفاده كرد. = Kg W100 / kg HI 00/124 كيلومول آب 968/0 ‏Kg HI 1 128 ‏Kg W 100 آب kg1 ‏Kg mol HI 1 مبنا = kg100پساب kg mol CH3OH15/1 (واكنش داده و نداده) كل Kgmol W 1 968/0 كيلومول آب Kg mol CH3 575/0 واكنش داده kg mol1 آب Kg W 100 32kgCH3 OH CH OH  61 / 9kg 3 100kgW 1kgCH3 OH وروديHI = كلkgW 100 / kg HI 6/206 = 6/82 + 124 = F مبنا = يك روز :M روز = kg CH3OH 599 / :W روز = kg W 968 / ‏Kg ‏HI968/0 ‏day 1 ‏Kg ‏HI2000 ‏day 1 ‏KgW 100 ‏kgCH3OH9/ 61 ‏kg ‏HI6/206 ‏KgW 100 ‏Kg W 100 ‏kg ‏HI6/206 روز P + 0/968 = 559 + 2000 kg 1631 = P / براي تعيين :Rدر اطراف نقطه 1مفيد نيست خوراك راكتور = R + 2000 در اطراف نقطه 2مفيد نيست= R + P +Wكل محصول ميزان كامل شدن در هرگذر از راكتور 40%است ،در نتيجه 60 %از كل خوراك ورودي تبديل نمي‌شود موازنه HIدر اطراف راكتور: +Rخوراك تازه = ورودي به راكتور (R = (60/0) (R + 2000) + 968)826/0 ‏Kg/hr1000 = R ‏R 40/0 = 4001 فصل 3 گاز ـ مايع ـ بخار ـ جامد مثال :كاربرد شرايط متعارفي حجمي را كه به توسط kg 40از CO2در شرايط متعارفي اشغال مي‌شود بر حسب m3به دست آوريد. مبنا = kg 40از CO2 1kgmolCO 22 / 41m3 CO2 3 2 40kgCO ‏ ‏ ‏ 20 / 4 ‏m ‏CO2 2 44 kgCO 1kgmolCO 2 2 ‏m ‏RT ‏M ‏PV  ‏PV nRT ‏P1V1 P2V2 ‏ ‏T1 ‏T2 مثال :قانون گاز كامل يك سيلندر حاوي اكسيژن داراي ft3 00/1از O2در oF 70و psig 200است .حجم اين گاز در يك مخزن خشك در oF 90و فشار in.H2O 4باالتر از جو چند است .هوا سنج فشار in.Hg 9/29را نشان مي‌دهد. ‏R 530 = 70 + 460 ‏o ‏R 550 = 90 + 460 ‏o = ftH2O 91/33= 7/14 = in.Hg92/29فشار يك اتمسفر  = فشار اوليهpsia (7/14 + 200) = فشار نهايي 29 / 92in.Hg 29 / 92in.Hg  437in.Hg 14 / 7 psia 4in.H2O 29 / 92in.Hg  29 / 92  0 / 29 30 / 21in.Hg in.H2O 33 / 91 ftH2O 12 ftH2O psig 200 وoF 70 از اكسيژن درft3 يك:مبنا P1 T2 550 R 437in.Hg 3 3 V  V ( )( )  1 / 00 ft    15 ft حجم نهايي 2 1 P2 T1 530 R 30 / 2in.Hg مثال :قانون گاز كامل جرم يك متر مكعب از بخار آب را در kPa2و oC 23به دست آوريد .فرض كنيد تحت اين شرايط بخار آب يك گاز كامل باشد. مبنا :يك m3بخار آب اوليه 2 /00kPa 273 K 1kgmol 18 kg 1 /00m3  ‏ ‏ ‏ ‏1 / 46 10 2 kgH2O 3 101 / 3 kPa 300K 22 / 4 m 1kgmol مثال :قانون گاز كامل مقدار lb CO2 10در يك مخزن آتش نشاني به حجم ft3 20و دماي oC 30موجود است .با فرض صادق بودن قانون گاز كامل تعيين كنيد اگر براي اطمينان از پربودن مخزن امتحاني به عمل آورند فشار سنج چه فشاري را نشان مي‌دهد؟ .S.C = يك پاوند مول گاز كامل در شرايطft3 359 V1 T2 P2 P1 ( )( ) V2 T1 1lbmol 359 ft3 1 303 14 / 7 psia10lbCO2    3  66 psia 44lbCO2 1lbmol 20 ft 273 R محاسبه:مثال . را بر حسب واحدهاي مختلف بدست آوريدR مقدار P 14 / 7 psia V 359 ft3 / lbmol T 492 R (460  32) PV 14 / 7 psia(359 ft3 / lbmol) ( psia)( ft3 ) R  10 / 73   T 492 R ( R)(lbmol) atm.cm3 kJ 82 /16 8 / 31 K (gmol) K (kgmol ) مثال :كاربرد قانون گاز كامل جسمي كه توسط مقدار lb 88از CO2در فشار ft H2O 2/32و دماي oC 15اشغال مي‌شود چند است. مبنا= lb 88از CO2 درS.C. ‏P 33 / 91 ft.H2O ‏V 359 ft3 ‏T 273 K 1lbmol 359 ft3 288  C 33 / 91 ft3 3 88lbCO2  ‏ ‏   ‏ 798 ‏ft 44lbCO2 1lbmol 273 C 32 / 2 ft3 مثال :كاربرد قانون گاز كامل فرض كنيد يك نمونه مخلوط NO-NO2را در يك ظرف استاندارد به حجم cm3 100و دماي oC 30جمع‌آوري كرده‌ايد .در ضمن جمع‌آوري مقداري از NOبه NO2تبديل مي‌شود. 2 NO O2  2 NO2 بنابراين اندازه‌گيري NOبه تنهايي سبب اشتباه مي‌شود .اگر ظرف استاندارد حاوي g 291/0 مخلوط بوده و فشار ظرف kPa170باشد ،چند درصد از مخلوط را گاز NOتشكيل مي‌دهد. گاز را كامل فرض كنيد. تعداد كل مولهاي موجود در ظرف: تركيب نسبي 3 ) 101 / 3 kp(22 / 4l) (1000cm3 ‏kPa . ‏cm ‏R ‏ ‏8 / 31103 )273(1gmol )(1l )K.(gmol مبنا = cm3 100گاز اوليه تعداد كل مولهاي موجود در ظرف ‏PV 170kPa 10cm3 ‏n ‏ ‏ ‏0 /00675 gmol 3 ‏RT 8 / 3110 303 K جرم x g = NO جرم )g = NO2 (x -291/0  گرم گاز291/0 = مبنا = 30MW NO = 46MW NO2 1gmol 1gmolNO 2  (0 / 291  x)  0 /00675 30g 46 g x 0 /036 g xgNO 0 /036 100 12% :NO درصد وزني 0 / 291 0 /036 1gmol  100 18% 0 /00675 30g :NO درصد مولي مخلوط گازهاي كامل :قانون دالتن ،فشار جزئي ،كسرمولي ،كسرحجمي مثال :فشار و حجم جزئي اتاقي بدون منفذ داراي حجم m31000است .محتواي هوا متشكل از 21%اكسيژن و 79%ازت در C20 است الف) حجم جزئي O2در اتاق چند است؟ ب) فشار جزئي O2دراتاق چند است؟ ‏o حجم جزئي اكسيژن ‏VO (0 / 21)(1000) 210m3 O2 2 ‏790m3 N2 ‏VN 2 20 ‍Cدر 1000m3 ‏atm21/0 = (atm0/1)21/0 = PO2فشار جزئي اكسيژن مثال :محاسبه فشار جزئي با استفاده از تجزيه گاز تجزيه يك گاز دودكش به قرار زير است ‏N2 ‏O2 ‏CO2 80 6 %14 اين گازها در شرايط oF400و mmHg765هستند .فشارهاي جزئي سازنده‌ها را حساب كنيد. مبنا= حجم kg1گاز دودكش يا kgmol سازنده ‏kgmol )P(mmHg ‏CO2 140/0 14/0)765(=1/107 ‏O2 06/0 9/45 ‏N2 80/0 612 حجم00/1 0/765 فشاركل × (جزء مولي هر سازه = )yفشار جزئي فشار بخار مثال :مشخصات بخار مرطوب مشخصات مخلوط بخار و مايع در حالت تعادل را مي‌توان با استفاده از مشخصات بخار اشباع و مايع اشباع محاسبه كرد .آب را به عنوان مثال انتخاب مي‌كنيم ،زيرا بدست آوردن مشخصات و مقادير حجمي مورد نياز از جدول بخار به سادگي ميسر است .در K400و Kpa 6/245 حجم ويژه بخار مرطوب برابر m3/kg 505/0است .كيفيت بخار چيست؟ با توجه به جدول :مشخصات مايع و بخار به دست مي‌آيد kg1 مبنا = بخارمرطوب = كسر جرمي بخارx 3 Vˆl 0 /001067 m kg 3 ˆ m Vg 0 / 7308 0 /001067m3 kg kg 0 / 7308m3 (1  x)kg xkg0 / 505 1kg 0 /001067  0 /001067 x  0 / 7308 x 0 / 505 x 0 / 69 مثال :تغيير فشار بخار با دما رسم مقادير *logPبر حسب T/1در فواصل كم خطي است . معادله آنتوان ‏A ‏B ‏T C معادله كالوزيوس كالپيرون ‏logP*  ‏1 ‏logP* m   b ‏T و نمودار كاكس براي تعيين فشار بخار در دماهاي مختلف ،مورد اسنفاده قرار مي‌گيرند. تغييرات فشار بخار با فشار كل در دماي ثابت ‏ P*  ‏Vˆl ‏ ‏  ‏ PT  T Vˆg برون يابي فشار بخار: فشار بخار كلروبنزن در oC110برابر mmHg400و در oC 205برابر atm5است .فشار بخار آن را در oC 245و در نقطه بحراني oC 359تخمين بزنيد. ميتوان با استفاده از نمودار COXپيش بيني كرد. فشار بخار را ‌ )P*H2O(psia )T (oF 72/3 95/0 5/11 8/29 67 247 680 3094 1543 150 200 250 300 400 500 700 100 600 سپس فشار بخار كلروبنزن را به psiaتبديل مي كنيم : 14 / 7 psia 400mmHg ‏ ‏7 / 74 psia 230 F 760mmHg 14 / 7 psia 5 atm ‏73 / 5 psia 401 F 1atm دو نقطه را روي شكل مشخص مي‌كنيم : ‏F678 ‏o ‏F 471 ‏o ‏Psia700 ‏Psia150 ‏Psia666 ‏Psia147 پيش‌بيني شده تجربي فشار بخار در ساير دماها را مي‌توان با استفاده از نمودار و يا با برونيابي به دست آورد. روش ديگر :با استفاده از روش اتمر مايعات اشباع از بخار: مثال :اشباع حداقل حجم هواي خشك برحسب m3در oC 20و kPa100را كه براي تبخير kg6الكل الزم است بدست آوريد .فشار ثابت و برابر kPa100باقي مي‌ماند . ) kPa93/5 = (oC20الكل*P مبنا = kg6الكل P n ‏ ‏P n الكل الكل هوا هوا نسبت فشارهاي جزئي = نسبت مول الكل به هوا الكل – Pكل = PهواP = kPa93/5الكلP ) = kPa 1/94 = kPa(93/5 – 100هواP هوا : 1kgmol 94 /1kgmol 22 / 4 m3 293 K 101 / 3 kpa 6 kg ‏ ‏ ‏ ‏ ‏50 / 4 m3 46 kg 5 / 93 kgmol 1kgmol 273 K 100kpa مثال :اشباع يك مخزن گاز تلسكوپي حاوي ft3 10000گاز اشباع در oF80و فشارin.H2O ميدهد .وزن بخار آب موجود 6باالتر از جو است .بارومتر 46/28اينچ جيوه را نشان ‌ در گاز را به دست آوريد. 1 ft 29 / 92in.H2O 6in.H2O  0 / 44in.Hg 12in. 33 / 9 ftH2O = فشارهوا = هواسنجin.Hg 46/28 P = كلin.Hg 90/28 P بخار آبIn.Hg03/1 = (oF 80) Pt = Pg + Pw 90/28 = 87/27 + 03/1 ft3 10000 گاز مرطوبin.Hg 90/28 وoF 80 ft3 10000 گاز خشكin.Hg 87/27 وoF 80 ft3 10000 بخارآبin.Hg 03/1 وoF 80 o o F 540= oR F 80 وin,Hg 03/1 بخار آبft3 10000 = مبنا 492 R 1 /03in.Hg 1lbmol 18lbH2O 10000 ft      15 / 7lbH2O 3 540 R 29 / 92in.Hg 359 ft 1lbmolH 2O 3 اشباع جزئي و رطوبت اشباع نسبي= بخار = Pفشار جزئي بخار در مخلوط گاز اشباع بخارP اشباعP = RS = Pفشار جزئي بخار در مخلوط هرگاه گاز در اين دما از بخار اشباع باشد. ‏V1 ‏P1 ‏P1 ‏Pt ‏Vt ‏n1 جرم1 ‏RS ‏ ‏ ‏ ‏ ‏P * ‏V * P1 اشباعn جرم اشباع 1 اشباع ‏Pt ‏Vt اشباع نسبي نشان دهنده ميزان نزديكي به اشباع كامل است. PH O ‏100 %RH * ‏PH O رطوبت هوا 60%است. 2 اشباع نسبي 2 گاز نيمه اشباع بصورت جدا PH2Oو P*H2Oهر دو در C 20 ‏o مثال :رطوبت نسبي گوينده وضع هوا اعالم كرده است كه دماي بعدازظهر به oF 94و رطوبت نسبي به 43% خواهد رسيد .فشار جو . in.Hg67/29آسمان نيمه ابري .وزش باد از جهت جنوب و جنوب شرقي . mi / hr 8تعيين كنيد در هر مايل مكعب هواي بعدازظهر چند پاوند بخار آب وجود خواهد داشت.نقطه شبنم هوا چند است. = in.Hg61/1فشاربخار آب در F 94 ‏o .فشار جزئي بخار آب در هوا با استفاده از درصد رطوبت نسبي تعيين مي‌شود in.Hg 69/0 = (43/0) (in.Hg 61/1) = Pw P = هواin.Hg98/28 = 69/0 – 67/29 = Pt – Pw = مبناmi3 1 بخار آبoF 94 وin.Hg 69/0 3   5280 ft 492 R 0 / 69in.Hg 1lbmol 18lbH2O 3 1mi        3 1lbmol  1mi  554 R 29 / 92in.Hg 359 ft =lb H2O 108×51/1 نقطه شبنم دمايي است كه در آن بخار آب موجود در هوا در صورت سردكردن مخلوط در فشار كل و تركيب نسبي ثابت شروع به ميعان مي‌كند. در ضمن سرد كردن درصد رطوبت نسبي افزايش مي‌يابد زيرا فشار جزئي بخار آب ثابت است در حالي كه فشار بخار آب با دما كاهش مي‌يابد .هنگامي كه درصد رطوبت نسبي به 100% برسد. ‏P *100 1* 100  P1 P1 ‏P1 بخار آب شروع به ميعان خواهد كرد .يعني فشار بخار آب در نقطه شبنم برابر inHg69/0 خواهد شد .دماي متناظر با اين فشار بخار نقطه شبنم است. مثال :اشباع مولي روش ديگر بيان غلظت بخار در يك گاز ،استفاده از نسبت مولهاي بخار به مولهاي گاز عاري از بخار است. ‏n اشباع مولي= ‏n بخار = 1بخار گاز عاري از بخار =2گاز خشك ‏P1  P2 Pt ‏n1  n2 nt ‏n1 P1 V1 ‏n1 ‏P1 ‏V1 ‏   ‏ ‏ ‏n2 P2 V2 nt  n1 Pt  P1 Vt  V1 از ضرب وزن مولكولي در تعداد مول مي‌توان جرم بخار آب موجود به ازاي واحد جرم گاز خشك را به دست آورد . MWبخارn جرم بخار بخار ‏ گاز MWگازn جرم گاز خشك اشباع مطلق: نسبت مولهاي بخار به ازاي هر مول گاز عاري از بخار در مخلوط مورد نظر به مولهاي بخار به ازاي واحد مول گاز عاري از بخار در مخلوط اشباع است . واقعي اشباع مول بخار مول گاز عاري از بخار بخار mol مول گاز عاري از بخار ‏ n1  ‏ P1  ‏  ‏  واقعي  n2  واقعي  P2  ‏100  ‏ n1  ‏ P1  ‏  ‏  اشباع  n2  اشباع  P2  * P1اشباعP1 = اشباع مطلق = aS ‏Pt P1  P2 = درصد اشباع مطلق = درصد اشباع مطلق  P1    * P  P P P  P 1   t 1 t 1  100  ( ) 100 * P2 Pt  P1  P1     Pt  P1   Pt  P1*  × (اشباع نسبي) = درصد اشباع مطلق P  P  100  t 1 = رطوبت نسبي P1 P1 مثال :اشباع جزئي گاز هليوم محتوي 12%حجمي اتيل استات است .مطلوبست: الف) درصد اشباع نسبي ب) درصد اشباع مطلق در دماي oC 30و فشار kPa98 اطالعات اضافي kPa9/15 = (oC30) )mmHg119( :اتيل استات *P با استفاده از قانون دالتون: ‏ n ‏V ‏ ‏ ‏P Pt y Pt   Pt   ‏ nt  ‏ Vt  ‏(98)(0 /12) 11 / 76 ‏PHe Pt  P 98  11 / 76 86 / 2kpa در :oC 30 الف) درصد اشباع نسبي: ب) درصد اشباع مطلق: ‏P 11 / 76 100 * 100 ‏74 /0% ‏P 15 / 9 11 / 76 10098  11 / 76 70% 15 / 9 98 /15 / 9 مثال :اشباع جزئي مخلوطي از هوا و بخار اتيل استات در oC30و فشار كل mmHg740داراي اشباع نسبي 50%است .مطلوب است: ‏P* (30 C) 119mmHg ‏P 0 / 50  * 100درصد اشباع نسبي ‏P الف) تجزيه بخار ب) اشباع مولي ‏P 50(119) 59 / 5mmHg ‏n ‏P 59 / 5 ‏  ‏0 /0805 ‏nt ‏Pt 740 الف) تجزيه بخار 05/8%اتيل استات %95/91هوا ب) اشباع مولي مول اتيل استات مول هوا ‏n ‏P ‏P 59 / 5 ‏ ‏ ‏ ‏0 /0876 Pt  P 740  59 / 5هوا Pهواn مثال :اشباع جزئي رطوبت مطلق هوا در oF86و فشار كل mmHg750 ، %20است .مطلوب است درصد رطوبت نسبي و فشار جزئي بخار آب در هوا. نقطه شبنم هوا چند است؟ اطالعات جدول بخار mmHg8/31 = (oF86) P*H2O ‏PH2O * Pفشار بخار آب را در هوا به دست آورد. بايد براي تعيين رطوبت نسبي ‏H2 O (الف) ‏PH O ‏x ‏P P ‏aH 20  t * H O 100  750  x 100 31 / 8 ‏PH O 750  31 / 8 ‏Pt  PH* O 2 2 2 2 ‏ x 6 / 7 mmHg (ب) 6/7 ‏21 /1% 31 / 8 ‏RH 100 (ج) نقطه شبنم دمايي است كه درآن بخار آب موجود در هوا شروع به ميعان مي‌كند .اين عمل در mmHg7/6يا در حدود oF 41انجام مي‌گيرد. مبنا = هواي مرطوب يا هر مبناي ديگر lbmol 738هواي مرطوب صبح مولها = فشار جزئي سازنده (روز) مخلوط =lbmolفشارهاي جزئي (شب) مخلوط نهايي =lbmol فشارهاي جزئي هوا 1/709 5/727 ‏H2O 9/28 5/17 0/738 0/745 17 / 5lbmolH 2O ‏709 /1lbmol17 /1lbmolH 2O 727 / 5lbmol به صورت شبنم درمي‌آيد مقدار آب موجود در هواي شب: :موازنه هوا 28 / 9  17 /1 11 / 8lbmolH 2O 11 / 8 100 آب 41% 28 / 9 در هواي روز به صورت شبنم درآمده :موازنه آب مبنا = يك پاوند مول هواي كامًال خشك تغييرات تغيير هواي خشك ‏lbmolH 2O ‏lbmol بخار آب به صورت شبنم درآمده = نهايي - اوليه 28 / 8lbmolH 17 / 5 2O ‏ ‏ 709 / 2lbmol 727 / 5lbmol 0 /0406  0 /0241 0 /0165 0 /0165 ‏100 41% 0 /0406 فصل 4 موازنه انرژي  4-1محاسبه انرژي جنبشي آب را از يك مخزن باشدت جريان m3/s001/0به داخل لوله‌اي به قطر داخلي cm3تلمبه مي‌كنند .انرژي جنبشي واحد جرم آب را به دست آوريد. ‏ 1000kg/m3 1 2 ‏r  (3 /00) 1 / 5cm =m/s415/1 ‏m3001/0 ‏S ‏cm100 )cm22(5/1 ‏Π ‏m1 1 2 1 2 ‏Kˆ  v2  (1 / 415)2 1 /00J / kg =V  4-2محاسبه انرژي پتانسيل آب را از يك مخزن به مخزن ديگر در فاصله 100فوتي پمپ مي‌كنند .سطح آب در مخزن دوم 40فوت باالتر از سطح آب در مخزن اول است .افزايش انرژي پتانسيل واحد جرم آب را بر حسب But/lbmبه دست آوريد. lbf.ft 2/778 = But1و ft/s2 2/32 = g ‏lbm.ft/s2 2/32 = lbf 1 ‏P̂ gh ‏ft2/ 32 =But/lbm 0514/0 ‏S2 ‏ft4 0 ‏lbf1 ‏But1 ‏lbm.ft/s22/32 ‏lbf.ft2/77 8 ‏ft 40 = h =P انرژي داخلي ـ آنتالپي انرژي داخلي بصورت تابعي از دما و حجم ويژه )ˆUˆ Uˆ(T,V ‏ uˆ  ˆ  uˆ  ‏duˆ   dT   ‏dV ‏ ‏ T  P ‏ Vˆ  T ‏Cv در عمل بسيار كوچك با انتگرال گيري ‏T2 ‏uˆ uˆ2  uˆ1  CvdT ‏T1 تغييرات انرژي داخلي آنتالپي بصورت تابعي از دما و فشار ˆ H )ˆ (T, P ‏H ˆ ˆ ‏ ‏ ‏ ‏H ‏ ‏H ˆ  ‏ ‏ ‏ ‏dH ‏ T  dT   P  dP ‏ ‏P ‏ ‏T ‏CP در عمل بسيار كوچك ‏T2 ˆ ˆ ˆ ‏H H2  H1  CP dT ‏T1 در يك فرآيند چرخه‌اي ˆ 0 ‏d ‏H ‏ ̂H, P, Û,T, V متغيرهاي حالت‌اند. تغيير يك تابع نقطه‌اي را مي توان از تفاضل حالت نهايي و اوليه بدون توجه به مسير تحول محاسبه كرد. ظرفيت حرارتي ظرفيت حرارتي بخار آب را در ) kPa10 (oC 8/45تعيين كنيد .تغيير آنتالپي در فشار ثابت را از جدول بخار بدست آوريد. ‏kJ/kg 00/7 = kJ/kg(1/2581 – 1/2588) = C ْ8/43H - C ْ7/47H فرض مي‌شود Cpدر فاصله دمايي كوچك ثابت باشد. انرژي = (تفاوت دما)(جرم‌يامول) ‏kJ ‏kJ00/ 7 79/1 Δ oC = kg ‏Δ ‏kg ‏o ‏C9/3 ‏H ‏Cp  ‏ ‏t J ) (kg)(K 4184 1Btu 4 /184 J ‏ ‏ = ظرفيت حرارتي آب ‏gK رابطة Cpبا دما : ‏lb F ‏Cp a  bT ‏Cp a  bT  cT2 1 2 ‏ ‏Cp a  bT  cT ‏Cp a  bT  cT 2 ظرفيت حرارتي يك ماده ظرفيت حرارتي جسم مقايسه = گرماي ويژه معادله ظرفيت حرارتي معادله ظرفيت حرارتي گاز CO2عبارت است از : ‏T 405/3 – 3-10×T 100/10 + 393/6 = Cp×6-10 2 Cpبر حسب ) cal/(gmol)(Kاست .معادله فوق را به صورتي در آوريد كه ظرفيت حرارتي را در تمام فواصل دمايي برحسب واحدهاي زير به دست دهد: (الف) ( T Δ )oC Δو ( T)oCبا ( )oCبا ( cal/)gmole()oC cal CP  6 / 393  (gmol)( C) 3  10 /10010  3 / 393 10 Cal Δo C 1 )ΔK()gmol( K(273+o C) ΔK 1 Cal C Δ oC 1 )K()ΔK()gmol( o 6 ΔK 1 K22(273+o C) ΔK 1 ) C( Δo C 1 2 o Cal 2 )K()ΔK()gmol( 8 / 896  8 / 24010 3 T( C)  3 / 405 10 6 T 2 ( C) ظرفيت حرارتي گازكامل ˆ CP CV  R نشان كه براي گازهاي كامل يك اتمي رابطه  Û   CV    T  V .صادق است  Ĥ  Û  (pV̂)   Û  p(V̂)   Û   V̂       CP    P        T T  T  P  P   P  T  P  T  P  Uˆ   Uˆ       T   T  CV  P   Vˆ ˆ  Vˆ  R    T   P  P ˆ R ˆ CP CV  P  CV  R  P فقط تابع دماستU در گازهاي كامل نظر به اينكه pVˆ RˆT كاربرد قانون كپ (تخمين ظرفيت حرارتي) ظرفيت حرارتي Na2SO4.10 H2Oرا در دماي معمولي بدست آوريد. مبنا = g mol Na2SO4.10 H2O 1 ‏Na ‏S ‏O ‏H 2/6 4/5 0/4 3/2 ‏cal )(gmol)( C ‏Na: 2 6 / 2 12 / 4 ‏S :15 / 4 5 / 4 ‏O :14 4 /0 56 /0 ‏H : 202 / 3 46 /0 ‏cal )(gmol)( C ‏cal مقدارتجربي ‏ )(gmol)( C 141است .پس نتيجة قانون كپ تقريبي است. 119 / 8 ظرفيت حرارتي مايعات و گازها در مورد محاسبه ظرفيت حرارتي هيدروكربنهاي مايع نفتي فالن و واتسون Cpرا به صورت زير توصيه مي‌كنند: ‏CP 0 / 355  0 /128 10 2  API 0 / 503  0 /117 10 2  API10 3 t0 /05 K  0 / 41 141/ 5 ‏ ‏API  ‏ 131/ 5 ‏ ) spgr(60 F  60 F ‏F=t ‏o = Kضريب تشخيص عمومي محصوالت نفتي .يك مشخصه اساسي نيست (بين 1/10تا 13بوده، در پيوست موجود است) ‏Btu Cpبر حسب )(lb)( F در مايعات آلي :رابطه دقيق زير وجود دارد ‏a ‏Cp = kM ثابت وزن مولكولي در گازها و بخارات نفتي ‏sچگالي )(4 /0  S)(T  670 ‏Cp 6450 60 F نسبت به هواست 60 F معادله كوتاري: ‏Cpa  blogT ثابت جدول ظرفيت حرارتي متوسط گازهاي احتراق ظرفيت حرارتي متوسط گازهاي احتراق [)]Btu/lb mol)(oF b T2 c محاسبه تغييرات آنتالپي H  (a  bT  cT2 )dT a(T2  T1 )  (T22  T12 )  (T23  T1 3 ) T1 2 3 ˆ  H ˆ H 2 1 Cpm  يا با استفاده از ظرفيت حرارتي متوسط T2  T1 ˆ Cp T Cp (T  T ) H m m 2 1 Cpm ، ارائه شودCp=a+bT+CT2 اگر ظرفيت حرارتي به صورت چند جمله‌اي تواني :خواهد شد b 2 2 c 3 3 CpdT a(T2  T1 )  (T2  T1 )  (T2  T1 )  T 2 3 Cpm  T  T2  T1 dT T2 1 T 2 1 محاسبه ΔHبا استفاده از ظرفيت حرارتي متوسط مطلوبست تغييرات آنتالپي يك كيلو مول ازت ( )N2كه در فشار ثابت kPa100از oC 18تا ‏oC 1100حرارت داده شود. ‏J ‏cal 1 ‏0 / 239 ) (gmol)(K ) (gmol)(K مقادير مربوط به ظرفيت حرارتي متوسط در شرايط مبناي oCاز جدول: در C 1100 در C 18 ‏o ‏o ‏kJ (kgmol ))( C 593/31 = Cpm ‏kJ (kgmol ))( C 120/29= Cpm ˆ ˆ ˆ H 1100 18 H1100  H18 = 0-1100)oC( kJ593/31 ) C()kgmol( o - N2 مبنا = يك كيلو مول 0-18)oC( kJ120/29 228/34 ) C()kgmol( = o ˆ Cp (T  T )  Cp (T  T ) H m1100 1100 ref m18 18 ref kJ )oC()kgmol( مثال :محاسبه ΔHبا استفاده از معادله ظرفيت حرارتي تبديل زباله‌هاي جامد به گازهاي بي‌ضرر در زباله سوزها با تأييد سازمان‌هاي حفظ محيط انجام مي‌گيرد .اما گازهاي داغ خروجي را بايد سرد يا با هوا رقيق كرد .بررسي‌هاي اقتصادي نشان داده است كه از احتراق زباله‌هاي جامد شهري ،مخلوط گازي با تركيب نسبي زير (برمبناي خشك) مي تواند حاصل شود. ‏CO2 %2/9 ‏CO %5/1 ‏O2 %3/7 ‏N2 %0/82 %0/100 تغيير آنتالپي اين گاز را بين ابتدا و انتهاي دودكش بدست آوريد .دماي انتهاي دودكش 550oFو دماي سر دودكش oF 200است .از بخار آب موجود در مخلوط صرف‌نظر كنيد .گازها كامل فرض مي‌شوند .مي توان از تبادل هر گونه انرژي در اثر اختالط سازنده‌هاي گازي چشم‌پوشي كرد. ‏CpN2 6 / 895  0 / 7624 10 3 T  0 / 7009 10 7 T2 ‏CpO2 7 /104  0 / 785110 3 T  0 / 5528 10 7 T2 ‏Cp(CO2 ) 8 / 448  5 / 757 10 3 T  21 / 59 10 7 T 2  3 /049 10 10T 3 Cp(CO) 6 / 865  0 / 8024 10 3 T  0 / 7367 10 7 T 2 : مخلوط گازlb mol مبنا = يك N2 0 / 82(6 / 895  ....) O2 0 /073 (7 /104  ....) CO2 0 /092(8 / 448  ....) CO 0 /015(6 / 865  ....) Cp(7 /052  1 / 2243 10 3 T  2 / 6124 10 7 T 2  0 / 2814 10 10T 3 )dT 200 200 Btu ˆ H  CpdT (7 /052  ...)dT  2616 gas 550 550 (lbmol) مثال :محاسبه تغييرات آنتالپي با استفاده از جدول مطلوبست تغيير آنتالپي يك كيلو مول ازت ( )N2كه در فشار ثابت kPa100از oC 18تا ‏oC 1100حرارت داده شود. از روي جدول (دماي مبنا (K 273 (بابرونيابي) ‏kmol ˆ 34715 kJ 1373 K : Hيا1100 ‍C ‏kmol مبنا = يك كيلو مول ازت ( )N2 ˆ 524 kJ 291K : Hيا18  ‍C ˆ 34715  524 34191 kJ ‏H ‏kmol مثال :كاربرد جدول بخار تغيير آنتالپي يك گالن آب را وقتي از دماي oF60به oF1150و psig 240برسد برحسب Btuبه دست آوريد. مبنا = 1پاوند آب در ( oF60دماي مبنا )oF32 60 F )1150 F240psig(254 / 7 psia ˆ 28 /07 Btu/ lb ‏H ˆ 1604 / 5 Btu/ lb ‏H ˆ (1604 / 5  28 /07) 1576 / 4 Btu/ lb ‏H ‏H 1576(8 / 345) 13150Btu/ gal ذكر فشار اوليه آب بسيار الزم نيست (تغيير با فشاركم) تغيير آنتالپي در تبديل فاز گرماي ذوب: عنصر: 2 -3 مواد معدني: 5 -7 مواد آلي: 9-11 ثابت = ‏Ĥf ‏Tf گرماي ذوب مولي نقطه ذوب گرماي تبخير: معادله كالوزيوس ـ كالپيرون :اين معادله ،رابطه بين شيب منحني فشار بخار و گرماي تبخير مولي است. ˆ H dp* V  dT T(Vˆg  Vˆl ) = حجم موليVˆ :در مورد يك گاز حقيقي ˆ H dp* V  2 dT z(RT p*) يا Vl  Vg dp* HˆV dT  p* RT2 يا HV d ln p 2 / 3 d logp*   1 1 R d( ) d( ) T T *log p  HV     2 /3R  1 ( ) T در فاصله دمايي ثابت باشدΔHV با فرض اينكه HV logP*  B 2 / 3 RT HV  1 1     logP*  2 / 3 R  T2 T1  مثال :گرماي تبخير از معادله كالوزيوس ـ كالپيرون گرماي تبخير ايزوبوتريك اسيد را در oC 200تخمين بزنيد. فشاربخار با استفاده از : Perry دما ()ْ oC 2 8/179 5 217 10 250 مبنا :يك گرم مول اسيد ايزوبوتريك چون در فواصل كوچك دمايي ΔHvثابت است، 490K يا ‍ 273  452 / 8K يا179 / 8 C 2 ‏ ĤV 1  ‏ 1 ‏log  ‏ ‏ ‏ 5 (2 / 30)(8 / 314)  490 452 / 8  ‏ĤV 45440 J ‏19555 But ‏gmol ‏lbmol شكل نقصاني معادله كالوزيوس ـ كالپيرون (بر حسب دما و فشار نقصاني) ‏ ‏ ‏ 2 ˆ ‏H ‏V ‏ 1 ‏d ln p*  ‏d ‏ZRTC  Tr ˆ ‏H *d ln p ‏V ‏ ‏ZRTC ‏d 1T  ‏r ‏ ‏ ‏ ˆ ‏ ‏H ‏B ‏Tr ‏V ‏ ‏ ‏ ‏ZRTC TC  T   C   ‏ ‏ ‏ r  Tc   تخمين گرماي تبخير با استفاده از آنتالپي تبخير در دماي جوش نرمال: ‏ĤV1 , ĤV2 آنتالپيتبخير مايع خالص در دماهاي :T1 , T2 0/ 38 ˆ ‏HV2  1  Tr2  ‏ ‏ ‏ 1  Tr  ˆ ‏H ‏V1 1  ‏ محاسبه تغيير آنتالپي شامل تبديل فاز تغيير آنتالپي يك كيلوگرم آب را از حالت يخي در صفر درجه سانتيگراد به بخار در oC 120و kPa100حساب كنيد. براي محاسبه آنتالپي مسير زير را انتخاب مي‌كنيم. Hf 334kJ / kg ĤV 2255kJ / kg 100 C  در از ظرفيت گرمايي متوسط استفاده مي‌كنيم Cp4 /18 J /(g)( C) Cp1 / 88 J /(g)( C) ˆ H ˆ ˆ ˆ ˆ H  H  H (0 100)  HV V  f (0 C)  (100) (100 200) 334  4 /18(100)  2255  1 / 88(20) 3045 J / g موازنه انرژي مصرف انرژي در داخل سيستم - توليد انرژي در داخل سيستم + انتقال انرژي به خارج از طريق مرز سيستم - انتقال انرژي به سيستم از طريق مرز سيستم = تجمع انرژي در داخل سيستم موازنه انرژي در سيستم بسته: محيط ‏Wكار انجام شده توسط سيستم Qگرماي جذب شده توسط سيستم ‏U Ut2  Ut1 ‏K K2  K1 ‏P P2  P1 ‏E E2  E1 انرژي داخلي انرژي جنبشي انرژي پتانسيل كل انرژي سيستم مثال :كاربرد موزانه انرژي تغييرات ناگهاني در گرماي ورودي به سفينه‌هاي فضايي تهديدي براي سرنشينان و دستگاههاي علمي موجود در سفينه‌ها است. هنگام عبور سفينه از سايه زمين ،شار گرمايي دريافتي 10%مقداري است كه در نور مستقيم خورشيد به دست مي‌آيد .سفينه‌اي از سايه عبور كرده و شروع به گرم شدن مي‌نمايد .هواي موجود در سفينه را به عنوان سيستم در نظر بگيريد مقدار هوا 4كيلوگرم در دماي oC 20فرض مي‌شود( .انرژي داخلي هوا نسبت به سطح مبنا J/kg 105×8است) انرژي تشعشعي خورشيد به صورت گرما به هوا منتقل مي‌شود تا انرژي داخلي آن به J/kg105×04/10برسد. الف) چه مقدار گرما به هوا منتقل مي‌شود؟ ب) اگر در همان فاصله زماني ،ماشيني در داخل سفينه مقداري كار برابر J105×11/0روي هوا انجام دهد چه تغييري در پاسخ (الف) حاصل خواهد شد؟ سيستم بسته است . الف) W = 0 مبنا = يك كيلوگرم از هوا?=Q ˆ W ˆ 0 ˆ  Uˆ Q ‏Uˆ Uˆ2  Uˆ1 Q ‏Q (10 /04 105  8 /0105 ) 2 /04 105 J / kg عالمت +نشان مي‌دهد كه گرما وارد سيستم مي‌شود. ‏ΔU=J105×16/8 = ‏J105×0 4/2 ‏Kg00/4 =Q ‏kg ب) كار انجام شده توسط سيستمy105×110/0-=W : ) ˆ  ( 0 /11105 8 /16 105 Q ˆ W ˆ ‏Uˆ Q ‏Qˆ 8 /05 105 J موازنه انرژي در سيستمهاي باز (بدون واكنش شيميايي) تجمع ‏m2 (Uˆ  Kˆ  Pˆ)2  m1 (Uˆ  Kˆ  Pˆ)1 ‏(Uˆ1  Kˆ1  Pˆ1 )m1  (Uˆ2  Kˆ2  Pˆ2 )m2  Q  W  P1Vˆ1m1  P2Vˆ2 m2 انتقال انرژي با كار انتقال انرژي به خارج با جريان جرمي ورود انرژي به سيستم باجريان جرمي كاربرد موازنه انرژي هـــوا را مـــتراكم كرده و از ( kPa100، K255آنتـــالپي )kJ/kg 498بـــه kPa1000، ( K278آنتالپي )kJ/kg509مي‌رسانيم .سرعت هواي خروجي از كمپرسور m/s60اســت. توان الزم كمپرسور را بر حسب kWدر صورتي كه بار آن kg/hr 100هوا باشد به دست آوريد.  ‏ ˆK ˆP ˆ)m  Q  W ‏E   (H تجمع هوا در كمپرسور وجود ندارد ΔE = 0 ‏K2 , K 1 تبادل گرما وجود ندارد 2m =1mبا استفاده از سرعتها قابل محاسبه‌اند ‏Q=0 مبنا= يك كيلوگرم هوا Wرا مي‌توان به طور مستفيم محاسبه كرد: ‏m)26 = kJ/kg 80/1 ‏kgm2 ‏s2 )0 ‏S2 ‏kJ1 1000 ˆ  Kˆ) 0  W ‏ (H 1 1 2 ˆ ‏K  (V )  2 2 ˆ W ˆ  21 / 8 kJ / kg (20  1 / 80)  W (عالمت منفي نشان مي‌دهد كه كار روي هوا انجام گرفته است). براي تبديل كار به توان: مبنا = 1000كيلوگرم در ساعت هوا = kW61/0 ‏kJ8/2 1 ‏Ky10 0 ‏kg ‏h ‏kW 1 ‏h1 ‏s360 kJ/s 1 0 = kW كاربرد موازنه انرژي آب را بوسيله تلمبه از چاهي به عمق 15فوت با شدت gal/hr 200خارج كرده و وارد يك مخزن ذخيره سرباز مي‌نمايند به طوري كه سطح آب در مخزن 165 ،فوت باالتر از سطح زمين قرار مي‌گيرد .در زمستان با گرم كن Btu/hr 30000گرما به آب منتقــل ميشـــود .دماي آب در مي‌كنند .گرما با شدت Btu/hr 25000از كل سيستم خارج ‌ چاه oF35است .دماي آب در ورود به مخزن چند است .از تلمبــه بــه قــدرت 2اسب ميشود 55% .توان مصرفي صرف تلمبه كردن شده و باقيمانــده بــه صــورت بخار استفاده ‌ ميشود. گرما وارد محيط ‌ تحول جاري است ^ ΔPمعلوم ‏Qمعلوم ‏Wمعلوم دمايي مخزن ثابت تجمع جرم و انرژي وجود ندارد ‏ ‏ ˆK ˆP ˆ)m Q  W ‏E   (H  ΔK = 0سرعت جريان آب در چاه و مخزن صفر است مبنا :يك ساعت كار سيستم مقدار كل آب تلمبه شده =ΔP=mΔP=mgΔh = lbm/hr1666 ‏lbm 1666 ‏ft2/32 32 / 2lbm.ft ‏s2hr .lbf ‏s2 ‏gal 200 ‏lb33/8 ‏hr ‏gal 1 ‏ft180 =lbf.ft/hr300000 300000 (lbf )( ft) / hr 386 Btu/ hr 778( ft)(lbf ) / Btu انرژي اضافه شده به سيستمBtu/hr 5000 = 25000 – 30000= Q = كار انجام شدهW-2 Btu min60 33000)ft()lbf( 778)ft()lbf( hr )hp()min( = -Btu/hr 2800 55/0 hp + ΔH 386 = 5000 – )-2800( 1 H 7414 Btu/ hr 4 / 45 Btu/ lb 1666lb/ hr T2 H  CpdT T1 Btu Cp ثابت1 /0 (lb)( F) ˆ CpT (1 /0)T  T 4 / 45 F H T2 39 / 5 F مثال :موازنه انرژي بخار آب اشباع در oC250وارد محفظه جداگانه بخار يك واكنشگاه ناپيوسته شــده و ميشــــود .گرماي خروجي از ميشود .در واكنشگاه kJ/kg23000گرما جذب ‌ مايع ‌ دهندهها در oC20وارد و تــا C100 ‌ محفظه بخار به بيرون kJ/s 5/1است .واكنش ‏o ميشـــوند .ظرفيت گرمايي مـــواد J/(g)(K)26/3= Cpو ظرفيت واكنشـــگاه گرم ‌ kg150است .بخار الزم براي هر كيلوگرم ماده را حساب كنيد .مدت اقــامت مــواد در واكنشگاه يك ساعت است. مواد باقي مي‌مانند (تجمع ماده داريم) بخار جريان دارد (تجمع انرژي نداريم)   E   (Ĥ  K̂  P̂)m Q  W (Û2  Û1 )  Ĥ بخارQ (Ĥ  Ĥ )  (PV̂  PV̂ ) m Ĥ Ĥ  Ĥ  m Ĥ Q 2 2 1 1 مواد 2 2 1 بخار 1 مواد بخار Q مبنا = يك ساعت كار سيستم گرماي تلف شده در محيط kJ/s 50/1- = Q : ‏S36 -kJ50/1 =kJ/hr5400- 00 ‏S = kJ/kg1701بخارC250ΔH ‏hr1 تغيير آنتالپي واحد جرم بخار از جدول: مبناي آنتالپي صفر براي مواد :oC20 آنتالپي واكنش دهنده‌ها و فراورده‌ها ‏o 20 ‏H1 mCpdT0 20 100 )H1 m CpdTmCp(100  20 20 واكنش دهنده‌ها فراوردهها ‌ )20-100( g1000 J26/3 kg1 g(oC) Kg150 = kJ39120 ΔH = موادkJ39120 )گرماي جذب شده توسط مواد (تلف شده kg150 kJ230 =-kJ345000 -0 kg 39120  H بخار 345000  5400    1701kJ  skg 389500kJ   kg   s 229kg H بخار38920 گرماي استاندارد تشكيل ‏T ‏ ‏ĤA Ĥ fA  T CpAdT ‏ref ‏T  niĤ fA   T niCpidTمخلوطH ‏ ‏ref مثال :محاسبه گرماي تشكيل با استفاده از داده‌هاي مبنا گرماي تشكيل ) HCl(gچند است؟ 1 1 )H2 (g)  Cl2  HCl(g داد2ه‌هاي جدول 2 ‏J ( Hf ) 0 0 -92312 ‏gmol 1 1 ‏J ( 92312)  ( (0)   (0))  92312 2 2 ‏gmol = گرماي تشكيل )B وA با استفاده از نتايج تجربي (واكنشهايCo تعيين گرماي تشكيل: مثال CO ازgmol1 = مبنا Hf )(تجربي kJ gmol kJ  282 / 99 gmol A: C( )  O2 (g)  CO2 (g) B: C(g)  O2 (g)  CO2 (g) A B : HA  B ( 393 / 51)  ( 282 / 99) Hf  110 / 52 1 2  393 / 51 kJ gmol A B : 1 2 C( )  O2 (g)  CO(g) مثال :محاسبه گرماي واكنش با استفاده از گرماي استاندارد تشكيل ‏o ‏ ̂H را براي gmol4آمونياك به دست آوريد. مقدار واكنش )4 NH3 (g)  5O2 (g)  4 NO(g)  6 H2O(g ‏ 57 / 80 ‏ 21 / 60 0 ‏ 11 /04 ‏Hof ‏o ‏c 25 ,latm ‏kcal/ gmol مبنا gmol4 :آمونياك ‏kcal 4gmolNH 3 ‏ واكنشH ‏4(21/ 60)  6( 57 / 80)  5(0)  4( 11/04)  216 / 24 ‏kcal ‏gmolNH 3 ‏ واكنشH ‏ 54 /0 مثال :گرماي تشكيل شامل تغيير فاز اگر گرماي تشكيل استاندارد ) H2O (lبرابر -kJ/gmol 838/285و گرماي تبخير آب در oC25و يك اتمسفر +kJ/gmol 012/44باشد ،گرماي اســتاندارد تشــكيل ) H2O(gچنــد است؟ مبنا g mol1 :از H2O ‏kJ ˆ ‏H ‏ ‏ 285 / 838 واكنش )H2 (g)  O2 (g)  H2O2 (l ‏A: ˆ ‏H تبخير )H2O(l ‏B: )H2 (g)  O2 (L)  H2O2 (g ‏A B : ‏gmol ‏kJ ‏44 /012 ‏gmol ‏kJ ‏gmol 1 2 ) H2O(g 1 2 ‏Hf [ H2O( g)]  285 / 838  44 /012  241 / 826 مثال [ :گرماي احتراق] ارزش حرارتي ذغالسنگ به كارگيري ذغالسنگ عبارت است از تبديل ذغال جامد به گاز است .ارزش حرارتي‌ ذغالسنگ ها متفاوت است .ذغالسنگ زير به صورتي كه دريافت شده داراي ارزش حرارتي kJ/kg29770بوده است .با فرض اينكه ارزش حرارتي ناخالص ذغالسنگ مقدار فوق باشد، ارزش حرارتي خالص آن چند است؟ مبنا 100 :كيلوگرم زغالسنگ دريافتي تركيب درصد ‏C 0/71 ‏H2 6/5 ‏N2 6/1 گوگرد خالص 7/2 خاكستر 1/6 ‏O2 0/13 0/100 Kgmol1 kgH26/ =kgH2O 50 5 ‏kgH2 02/2 ‏kgmolH2O1 ‏kgH2O18 ‏kgmolH21 ‏kgmolH2O1 ‏kgmolH2O5 ذغال=kJ/kg 1185 0 ذغالkg100 ‏kJ2370 تبخيرkgH2O1 در نتيجه ارزش حرارتي خالص ذغالسنگ: 28595 = 1185 – 29770kJ/kg توجه = 2440گرماي نهان تبخير آب (تبديل ارزش حرارتي در حجم ثابت به فشار ثابت) 2370 = 2440 – 70 مثال :محاسبه گرماي واكنش با استفاده از گرماي احتراق گرماي واكنش زير را با استفاده از گرماي احتراق بدست آوريد. ‏C2 H5 OH(l)  CH3 COOH(l)  C2 H5 OOCCH3 (l)  H2 O مبنا :يك گرم مول C2H5OH داده‌هاي جدولي احتراق اتيل الكل اسيد -18/759 -14/484 استر آب ‏kJ ‏Hoc-(94/1251 ) ‏gmol (محصوالت)(   nHocمواد اوليه)  nHocواكنشHo ])[( 759 /18)  ( 484 /14)] [( 1251 / 94)  (0 ‏8 / 62 ‏kJ gmol 0 مثال :تركيب گرماهاي واكنش گرماي واكنش زير را از طريق تجربي در oC 25و حالت استاندارد ترموشيميايي به دست آورده‌اند. )C3 H6 (g)  H2(g)  C3 H8 (g )gmol ‏o ‏Hreaction (kJ -6/29 : گرماي استاندارد تشكيل پروپيلن چند است؟ از تركيب گرماهاي واكنشهاي زير استفاده كنيد. مبنا oC 25 1atm، ‍C(β) :گرافيت و ) H2(gگرماي تشكيل صفر دارند. (I) (II) 4(III) 3(IV) 3C()  3H2 (g)  C3 H6 (g) C3 H6 (g)  H2 (g)  C3 H8 (g) Hof ? H  29 / 6 C3 H8 (g)  5O2 (g)  3CO2 (g)  4H2O(l) kcal H  530/ 6 1 4(H2 (g)  O2 (g)  H2O(l)) H  273 / 2 kcal 2 3(C()  O2 (g)  CO2 ) H  282 / 2 kcal  I  II 4III 3IV : 3C()  3H2 (g)  C3 H6 o Hواكنش 4 / 8 kcal kcal مثال :گرماي واكنش در فشار ثابت و در حجم ثابت تفاوت بين گرماي واكنش در فشار و در حجم ثابت را براي واكنش زير در oC25به دست آوريد. 1 )C(s)  O2 (g)  CO(g 2 ‏Qp  Qv ( pv) nRT C(s) يك گرم مول:مبنا 1 QP  QV  RT 0 / 5  (8 / 31 J gmol(K )) (298 K ) 1238 J gmol   2 اندازهگيري شده باشد ‌ J111759 از كالريمترQv هرگاه خروجي QP QV  1238  111759  1238  110521J QV  111759 J  n 1 gmolC (s) Q  110521 J Ĥ( واكنشp)  P  n 1 gmolC (s) گرماي واكنش در حجم ثابت مثال :واكنش‌هاي كامل نشده يك نوع كاني پيريت آن متشكل از FeS2 85%و 15%ناخالصي (مواد بي‌اثر سنگ و غيره) را با 200%هواي اضافي به مبناي واكنش زير برشته مي‌كنند تا SO2حاصل شود. 4FeS2  11O2  2Fe2O3  8SO2 تمام ناخالصي‌ها به انضمام Fe2O3در پس‌ماند جامد (خاكستر) باقي مي‌مانند كه حاوي 4% FeS2است .گرماي استاندارد واكنش را براي هر كيلوگرم از كاني به دست آوريد. مبنا kg100 :از كاني اجزاءكاني درصدkg وزن مولي ‏kgmol ‏FeS2 85 120 708/0 موادبي‌اثر 15 كل 100 الزم = O2 kgmol O2 11 kgmolFeS2708/ Kg mol O2 0 kgmolFeS2708/ 0 وروديkgmol O2 84/5= (95/1)(2+1)=O2 ورودي  79   22 /0kgmolN 2  21  N2 5 / 84 محترق نشدهkg اجزاءخاكستر x FeS2 15 موادبي‌اثر 95/1 = Fe2O3 : (85  x)kgFeS 2 سوخته 0 /04  120 kgFe2O3160 kgFeS 2 kgmolFeS 2 kgmolFe2O3 2  (85  x) mol FeS24 3 mol Fe2O32 x 2  (85  x) 54 / 7 kgFe2O3  x 2 / 91kgFeS 2 2 3 x  15  (85  x) 3 kgmol وزن مولي kgدرصد اجزاءكاني 0242/0 120 91/2 FeS2 342/0 160 7/54 Fe2O3 15 موادبي‌اثر كه اكسيد مي‌شودFeS2 مقداري از kgmol FeS2 1 kg FeS2(91/2=kg mol FeS2 684/0 85/0) kg FeS2120 SO2 8 FeS2 ناشي از اكسايش kg FeS2684/0 FeS2 kg mol O2 11 4 SO2(g) FeS24 -960/70)kcal/mol( =kg mol SO2 37/1توليد شده kg FeS2684/ =kg mol O2 88/1 مصرف شده 0 Fe2O3(c) O2(g) FeS2(c) اجزاء -500/196 0 -520/42 ΔHfْ Hof (1 / 37)( 70 / 960)  (0 / 342)( 196 / 500)  (0 / 684)( 42 / 520)1000  135292kcal Hof  1 / 353 kcal/ kg مثال :محاسبه گرماي واكنش در دمائي متفاوت با شرايط استاندارد مخترعي تصور مي كند كاتاليزور جديدي ابداع كرده است كه واكنش زير را با ميزان تبديل 100%پيش مي‌برد. گازها در oC 500وارد و در همين دما خارج مي‌شوند .مقدار گرمايي كه مبادله مي‌شود چند است؟ مبنا :يك گرم مول )CO2(g جدوليCO2  4 H2  2H2O ‏ CH داده 4 ‌هاي -393513 0 ‏Hof-(74848 ‏J / gmol) -241827 ])Hof [( 74848)  2( 241827)] [4(0)  ( 393513 ‏ 164989(J / gmolCO )2  1(Cp(CO ) ) 6 / 393  10/10010 3 T  3 / 405 10 6 T2 2  4(Cp(H ) ) 6 / 424  ... 2  2(Cp(H 2O) ) 6 / 970  ... 1(Cp(CH ) 3 / 204  ... 4 Cp 14 / 945  11 /082 10 3 T  1 / 729 10 6 T2  Hواكنش    2  3 H0  T  T  T 2 3 يقراروم  ورا وH(298) واكنش راΔH را مي‌يابيم و سپس واكنشΔH0 ‌دهيم و ابتدا پيدا مي‌كنيم  11 /08 10 3   298 2  16989 H0  4 /184 14 / 954 298  4 /184 2     1 / 729 10 6  Ho  148350( j / gmol)  298 3  4 /184 3    2  3 H773  H0  T  T  T 2 3  148350  (4 /184)( 14 / 954(773 ) 6   (4 /184)(11 /082)10 3  1 / 729  10 2  (773 )3  (773 )  (4 /184) 2 3   J  148350  48365  13853  1671  1114  183970 gmolCo 2 محاسبه گرماي واكنش در دمائي متفاوت با شرايط استاندارد ‏kJ/kgmol 164989- = 298واكنشΔH مثال قبل :جدول ΔHبرحسب kJ/kgmolنسبت به :K 298 دماي مبناC 0 : ‏o دما C ‏CO2 ‏H2 ‏H2O ‏CH4 25 912 718 837 879 500 22342 14640 17799 23974 ‏o فراوردههاΔH + 298واكنشΔH = K 773واكنشΔH واكنش‌دهنده‌ها – ΔH ‌ ]) 164989  [(1)(23974  879)  (2)(17799  837 ]) [(1)(22342  912)  (4)(14640 718 ‏kJ ‏kgmolCO 2 ‏ 185088 مثال :كاربرد موانه انرژي در تحول همراه با واكنش مونوكسيد كربن را در oC 50را با 50%هواي اضافي در دماي oF 1000و در فشار atm2به طور كامل مي‌سوزانند .فراورده‌هاي احتراق در دماي oF 800از كوره خارج مي‌شوند .مطلوب است گرماي خروجي از لحظه احتراق بر حسب Btuبه ازاي هر پاوند COورودي. CO مبنا يك پاوند مول lb mol1هوا lbmol O25/1 مصرف شده lbmol O25/0 الزم lbmol O221/0 lbmol O20/1 الزم lb mol CO lb mol CO lbmol57/3هوا = : تركيب نشده خروجيO2 مقدار lb mol O2 25/0 = 5/0 – (57/3)21/0 : تركيب نشده خروجيN2 مقدار lb mol N2 82/2 = (57/3)79/0 : خروجيCO2 مقدار lbmol CO2 1 E  [(Ĥ  P̂  K̂)m] Q  W  H Q دما ()oF ‏CO هوا ‏O2 ‏N2 ‏CO2 50 125 ــ ــ ــ ــ 77 3/313 7/312 1/315 2/313 2/392 800 ــ ــ 5690 5443 8026 1000 ــ 6984 ــ ــ ــ فراوردههاْΔH + F 77واكنشΔH = Q واكنش‌دهنده‌ها – ΔH ‌ فراوردههاΔH = F ْ77ΔH -F ْ800ΔH ‌ )=Btu/lbmol23447= (1/315-5690)(25/0)+(2/313-5443)(82/2)+(2/392-8026)(1 ΔH واكنشBtu/lbmol 121745- = oF 77 ΔH = واكنش دهنده‌هاF ْ77ΔH –F ْ50ΔH +F ْ77ΔH –F ْ1000ΔH =Btu/lbmol33629= (3/313-2/125)(1)+(7/312-6984)(57/3) =Btu/lbmol 121927- = 23629-23447+121745- Q lb mol CO 1 -121927 lb CO 28 lb mol CO 1 Btu/lb CO = -4355 فصل 5 كاربرد موازنه مشترك مواد و انرژي منحني‌هاي آنتالپي ـ غلظت منحني آنتالپي غلظت ،روش ترسيمي مناسبي جهت نمايش آنتالپي مخلوطهاي دو تــايي ميشود. محسوب ‌ ابتدا يك مبنا كه در مورد مخلوط ،يك پاوند يا پاوند مول است و در مورد دما ،دمايي ميشود .سپس موازنه انرژي در مـــورد ميشود اختيار ‌ است كه در آن ΔH=0فرض ‌ ميشود و منحــني آنتــالپي غلظت رســم تركيبهاي نسبي مختلف بر قرار ‌ ‌ محلولهايي با ميگردد. ‌ منحني آنتالپي -غلظت محلول NaOH مثال :كاربرد منحني‌هاي آنتالپي ـ غلظت يك صد پاوند محلول NaOH 73درصد در 350درجه فارنهايت را رقيق كرده به محلول 10 درصد در 80درجــه فارنهايت تبــديل مي كننــد .چنــد پاونــد آب 80درجــه و يخ 32درجــة فارنهايت الزم است؟ از جدول و منحني آنتالپي غلظت داريم: آنتالپي آب خالص در 80درجــه فارنهايت 48بي‌تي‌يــو بــر پاونــد و يخ خــالص در 32درجــه فارنهايت -143بي‌تي‌يو بر پاوند است. آنتالپي محلول سود 73در صد در 350درجه فارنهايت برابــر 468و محلــول 10درصــد در 80 درجه فارنهايت برابر 42بي‌تي‌يو بر پاوند است. مبناlb100 :محلول 73درصد سود در 350درجه فارنهايت محصول 73lbNaOH ‏730lb 0 /10lbNaOH/ lb (آب و يخ افزوده شده) ( = lb H2O 630خوراك)(-100محصول)730 آب ) lb(x -630و يخ x lb :موازنه انرژي ΔH ) = (وروديΔH )(خروجي Btu Btu Btu Btu )  (630  x)(48 )  xlb( 143 ) 730lb(42 ) lb lb lb lb 46800 30240 191x 30660 100lb(468 x 243lb(32 F) يخ 630  x 387lb(80 F) آب پایان