Объемные доли компонентов в природном газе некоторого месторождения составляют: метана - 93%, этана...

Для вычисления массовых долей компонентов природного газа можно воспользоваться формулой:

Массовая доля = объемная доля молекулярная масса / сумма (объемные доли молекулярные массы)

Массовая доля метана = 0,93 16 / (0,93 16 + 0,02 30 + 0,015 44 + 0,012 58 + 0,018 28 + 0,005 44) = 0,823 Массовая доля этана = 0,02 30 / (0,93 16 + 0,02 30 + 0,015 44 + 0,012 58 + 0,018 28 + 0,005 44) = 0,031 Массовая доля пропана = 0,015 44 / (0,93 16 + 0,02 30 + 0,015 44 + 0,012 58 + 0,018 28 + 0,005 44) = 0,055 Массовая доля бутана = 0,012 58 / (0,93 16 + 0,02 30 + 0,015 44 + 0,012 58 + 0,018 28 + 0,005 44) = 0,070 Массовая доля азота = 0,018 28 / (0,93 16 + 0,02 30 + 0,015 44 + 0,012 58 + 0,018 28 + 0,005 44) = 0,016 Массовая доля углекислого газа = 0,005 44 / (0,93 16 + 0,02 30 + 0,015 44 + 0,012 58 + 0,018 28 + 0,005 44) = 0,005

Теперь можно посчитать плотность природного газа по воздуху. Для этого можно воспользоваться формулой:

Плотность по воздуху = (массовая доля1 плотность1 + массовая доля2 плотность2 + . + массовая доля6 * плотность6) / (массовая доля1 + массовая доля2 + . + массовая доля6)

Плотность метана = 0,823 0,716 + 0,031 1,265 + 0,055 1,882 + 0,070 2,489 + 0,016 1,165 + 0,005 1,977 = 0,721 Плотность природного газа = 0,721 г/см^3

Итак, массовые доли компонентов в природном газе и его плотность по воздуху рассчитаны.

Для вычисления массовых долей компонентов природного газа необходимо знать молярные массы этих компонентов. После этого можно использовать формулу:

Массовая доля = (Объемная доля Молярная масса) / (Сумма (Объемные доли Молярные массы всех компонентов))

Чтобы вычислить плотность по воздуху природного газа, можно воспользоваться следующей формулой:

Плотность = (Сумма (Объемные доли * Молярные массы всех компонентов)) / 22.4

Где 22.4 - это объем одного моля газа при нормальных условиях.

Для решения этой задачи необходимо сначала определить молярные массы компонентов и воспользоваться ими для вычисления массовых долей. Затем рассчитаем плотность природного газа по воздуху.

Шаг 1: Определение молярных масс компонентов

1. Метан (CH₄):
   Молярная масса = 12,01 (углерод) + 4 × 1,01 (водород) = 16,05 г/моль

2. Этан (C₂H₆):
   Молярная масса = 2 × 12,01 + 6 × 1,01 = 30,07 г/моль

3. Пропан (C₃H₈):
   Молярная масса = 3 × 12,01 + 8 × 1,01 = 44,09 г/моль

4. Бутан (C₄H₁₀):
   Молярная масса = 4 × 12,01 + 10 × 1,01 = 58,12 г/моль

5. Азот (N₂):
   Молярная масса = 2 × 14,01 = 28,02 г/моль

6. Углекислый газ (CO₂):
   Молярная масса = 12,01 + 2 × 16,00 = 44,01 г/моль

Шаг 2: Вычисление массовых долей компонентов

Для расчета массовых долей используем формулу:

[ w_i = \frac{V_i \cdot M_i}{\sum (V_i \cdot M_i)} ]

где ( w_i ) — массовая доля компонента, ( V_i ) — объемная доля компонента, ( M_i ) — молярная масса компонента.

Теперь рассчитаем:

1. Метан:
   [ w_{CH_4} = \frac{93 \times 16,05}{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01} ]

2. Этан:
   [ w_{C_2H_6} = \frac{2 \times 30,07}{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01} ]

3. Пропан:
   [ w_{C_3H_8} = \frac{1,5 \times 44,09}{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01} ]

4. Бутан:
   [ w_{C4H{10}} = \frac{1,2 \times 58,12}{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01} ]

5. Азот:
   [ w_{N_2} = \frac{1,8 \times 28,02}{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01} ]

6. Углекислый газ:
   [ w_{CO_2} = \frac{0,5 \times 44,01}{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01} ]

Шаг 3: Определение плотности природного газа по воздуху

Плотность газа по воздуху можно рассчитать через отношение средней молярной массы газа к молярной массе воздуха (приблизительно 29 г/моль):

[ d = \frac{\sum (V_i \cdot M_i)}{29} ]

Подставляя значения:

[ d = \frac{93 \times 16,05 + 2 \times 30,07 + 1,5 \times 44,09 + 1,2 \times 58,12 + 1,8 \times 28,02 + 0,5 \times 44,01}{29} ]

После подстановки всех значений и выполнения вычислений, вы получите точные массовые доли и плотность газа по воздуху.