Как известно, рыбы, как и наземные животные, дышат кислородом. Конечно, в воде кислорода значительно меньше, чем в воздухе (в абсолютных числах), однако кислород растворяется в воде лучше, чем азот. В соответствии с законом Дальтона, при растворении в воде воздуха каждый из содержащихся в нем газов поглощается пропорционально своему содержанию в воздухе, с учетом его растворимости. Так, в 100 объемах воды при температуре 9oC может раствориться примерно 2 объема азота (если над поверхностью воды находится чистый азот при атмосферном давлении) или примерно 4 объема кислорода (при тех же условиях). Как из этих данных определить состав воздуха (в объемных, или мольных процентах), которым дышат рыбы, при температуре воды 9oC и атмосферном давлении над водой? (Считать, что воздух состоит только из азота и кислорода).
Каков состав воздуха, которым дышат рыбы?
Ответов: 1
Для тех, кто знаком с физической химией, ответ конечно очевидный, но, полагаю, на БВ таких немного. Поэтому придется всё же ответить мне, чтобы другие посетители смогли узнать ответ на этот весьма интересный вопрос.
Итак, объемы растворенных газов пропорциональны их парциальным давлениям. Принимая, для упрощения расчетов, что воздух состоит из 20 % кислорода и 80 % азота, получаем, что в 100 объемах воды при заданных условиях может раствориться 4*0,2=0,8 объемов кислорода и 2*0,8=1,6 объемов азота. Соответственно, состав растворенного воздуха таков: 0,8/(0,8+1,6)=1/3 кислорода и 1,6/(0,8+1,6)=2/3 азота, или в объемных (или мольных) процентах - 33,3 % кислорода и 66,7 % азота.
Это явление можно использовать для обогащения воздуха кислородом, например на металлургических заводах ("кислородное дутьё"), когда для ускорения процесса нужен воздух обогащенный кислородом. Установка и принцип ее работы весьма просты. Имеется две колонны. В первую колонну (абсорбер) снизу подается сжатый воздух, а сверху - вода. Насыщенная растворенными газами вода подается во вторую колонну (десорбер), где давление снижается до атмосферного. Обогащенный кислородом воздух выделяется, а вода вновь направляется в абсорбер. Затраты энергии - минимальные, только на перекачку воды и сжатие исходного воздуха.
Похожие вопросы
Добавить комментарий