Влажность 125 т каменного угля при его хранении на складе изменилась с 6,5 процента масс. до 4,2 процента масс. Определить количество влаги, ушедшей из угля за время хранения, и, соответственно, изменился вес угля. Поставьте материальный баланс физического процесса естественного ухода влаги из массы угля. Каково значение дельта эм?
Вот подробное решение с пошаговыми объяснениями.
Даны:
- Исходная масса угля M0 = 125 т
- Начальная влажность ε0 = 6,5% = 0,065
- Конечная влажность ε1 = 4,2% = 0,042
1) Масса влаги в начале
m_w0 = ε0 · M0 = 0,065 · 125 = 8,125 т
2) Масса сухого остатка (не влаги)
M_dry = M0 - m_w0 = 125 - 8,125 = 116,875 т
3) Масса угля после хранения должна удовлетворять: влажность = 0,042 и вес = M_f, где сухая часть неизменна:
M_f · (1 - ε1) = M_dry
M_f · 0,958 = 116,875
M_f = 116,875 / 0,958 ≈ 122,00 т
4) Конечная масса влаги
m_wf = ε1 · M_f = 0,042 · 122,00 ≈ 5,124 т
5) Объем влажности, ушедшей за время хранения
Δm_w = m_w0 - m_wf = 8,125 - 5,124 ≈ 3,001 т
То есть примерно 3,00 т влаги ушло из угля.
6) Изменение общей массы угля
ΔM = M_f - M0 ≈ 122,00 - 125,00 = -3,00 т
Уголь стал легче примерно на 3,00 т (масса, ушедшая с влагой, равна уменьшению общей массы).
7) Материальный баланс для процесса естественного ухода влаги
- Масса сухого остатка постоянна: M_dry = 116,875 т
- До: M0 = M_dry + m_w0
- После: M_f = M_dry + m_wf
- Разность масс равна потере влаги: ΔM = -Δm_w
Где Δm_w = m_w0 - m_wf и ΔM = M_f - M0
8) Значение Δε_m (изменение влажности по массе)
Δε_m = ε1 - ε0 = 0,042 - 0,065 = -0,023
В процентах: Δε_m = -2,3 процентных пункта.
Итоги:
- Ушло влаги ≈ 3,00 т
- Вес угля после хранения ≈ 122,00 т (изначально 125,00 т)
- Δε_m ≈ -2,3 п.п. (снижение влажности с 6,5% до 4,2%)