Déterminer la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote

Pour déterminer la capacité thermique spécifique Ср d'un mélange d'argon et d'azote à leurs fractions massiques égales à 0,5, il faut utiliser la formule suivante :

Cр = (C1 x w1 + C2 x w2) / (w1 + w2)

où C1 et C2 sont respectivement les capacités thermiques spécifiques de l'argon et de l'azote, w1 et w2 sont respectivement les fractions massiques de l'argon et de l'azote.

Pour résoudre le problème, il est nécessaire de connaître les capacités thermiques spécifiques de l'argon et de l'azote à pression constante. À partir du tableau des grandeurs physiques, vous pouvez obtenir les valeurs suivantes :

C1 = 0,52 kJ / (kg x K) C2 = 1,04 kJ / (kg x K)

En substituant ces valeurs et fractions massiques dans la formule, nous obtenons :

Cр = (0,52 x 0,5 + 1,04 x 0,5) / (0,5 + 0,5) = 0,78 kJ / (kg x K)

Ainsi, la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote à des fractions massiques égales à 0,5 est égale à 0,78 kJ/(kg x K).

Tâche 20265 résolue.

Description du produit

Produit numérique : Détermination de la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote

Ce produit numérique est une solution au problème de détermination de la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote à des fractions massiques égales à 0,5.

La solution au problème comprend :

• Description détaillée de la condition problématique
• Formules et lois utilisées
• Dérivation de la formule de calcul
• Résoudre le problème avec une explication étape par étape
• Réponse au problème

Ce produit numérique est destiné aux étudiants et enseignants étudiant la physique et la thermodynamique. Il peut être utilisé pour l’auto-apprentissage, la préparation aux examens et les devoirs.

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Ce produit numérique est une solution au problème de détermination de la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote à des fractions massiques égales à 0,5.

Pour résoudre le problème, vous devez utiliser la formule suivante :

Cр = (C1 x w1 + C2 x w2) / (w1 + w2)

où C1 et C2 sont respectivement les capacités thermiques spécifiques de l'argon et de l'azote, w1 et w2 sont respectivement les fractions massiques de l'argon et de l'azote.

Pour ce problème, les valeurs suivantes peuvent être obtenues à partir du tableau des grandeurs physiques :

C1 = 0,52 kJ/(kg x K) C2 = 1,04 kJ/(kg x K)

En substituant ces valeurs et fractions massiques dans la formule, nous obtenons :

Cр = (0,52 x 0,5 + 1,04 x 0,5) / (0,5 + 0,5) = 0,78 kJ / (kg x K)

Ainsi, la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote à des fractions massiques égales à 0,5 est égale à 0,78 kJ/(kg x K).

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Pour résoudre ce problème, on peut utiliser la formule de calcul de la capacité thermique spécifique d'un mélange de gaz :

Cp(mélange) = Σ(xi * Cp,i)

où xi est la fraction molaire du i-ème composant dans le mélange, Cp,i est la capacité thermique spécifique du i-ème composant à pression constante.

Puisque dans notre cas les fractions massiques d'argon et d'azote sont égales à 0,5, les fractions molaires seront également égales à 0,5. D'après les tableaux, on sait que les capacités thermiques spécifiques de l'argon et de l'azote à pression constante sont respectivement égales à 0,52 et 0,75 kJ/(kg*K).

Alors la capacité thermique spécifique du mélange sera égale à :

Cp(mélange) = (0,5 * 0,52) + (0,5 * 0,75) = 0,635 kJ/(kg*K)

Ainsi, la capacité thermique spécifique d'un mélange d'argon et d'azote avec des fractions massiques égales et des fractions volumiques égales sera égale à 0,635 kJ/(kg*K).

La capacité thermique spécifique Cp est une caractéristique importante pour les mélanges de gaz tels que l'argon et l'azote. Elle est définie comme la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’une unité de masse d’un mélange d’un degré Celsius à pression constante.

Pour déterminer la capacité thermique spécifique Cp d'un mélange d'argon et d'azote, il est nécessaire de connaître leurs fractions massiques et leurs capacités thermiques à volume constant Cv. Pour un mélange de gaz, vous pouvez utiliser la formule :

Ср = (Cv1 + Cv2) * x1 * x2 / (x1 * Cv2 + x2 * Cv1)

où Cv1 et Cv2 sont respectivement les capacités calorifiques de l'argon et de l'azote à volume constant, x1 et x2 sont les fractions massiques d'argon et d'azote dans le mélange.

Ainsi, connaissant les fractions massiques et les capacités calorifiques à volume constant d'argon et d'azote, il est possible de déterminer la chaleur spécifique Cp d'un mélange de ces gaz.

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