ЗАДАЧІ ПРАКТИЧНОГО ТУРА ОЛІМПІАДИ

1. Скільки кадмію (в мг) має бути у повітрі кімнати, де палять цигарки, якщо в цій кімнаті площиною 6 м² і висотою 3 м випалені 80 цигарок. При випалюванні однієї цигарки вагою 1,5 г у повітря надходить 40% кадмію, що уміщає цигарка. Вміст кадмію в тютюні – 0,0003%. Кадмій надходить у повітря у вигляді оксиду кадмію. ГДК оксиду кадмію у повітрі робочої зони – 0.1 мг/м³. Треба визначити концентрацію оксиду кадмію у кімнаті для паління, якщо там не має вентиляції, а також відповісти на питання: більша ця концентрація, ніж ГДК, чи ні.

2. Визначити міцність викиду (г/с) та валові викиди (т/р.) шкідливих речовин в атмосферу при роботі енергетичної установки, якщо відомо, що з вихлопної труби в атмосферу виходять димові гази, що містять (у об’ємних відсотках) оксид вуглецю – 0,15%, диоксид азоту - 0,05 та диоксид сірки – 0,011%. Тиск суміші - 1,013 · 10⁵ Па, температура димових газів на виході з труби -333ºС, швидкість виходу димових газів із труби – 12 м/с; діаметр труби – 0,7м, кількість годин роботи установки за рік – 4300.

3. Визначити економічні витрати від забруднення Дніпровської води стічними водами підприємств за останні 10 років, якщо вартість кожного м³ води складає 3 копійки. Використовуючи чисту воду, підприємства вертають 250 тис. м³ очищених вод та 150 тис. м³ умовно чистик стоків кожної доби. Однак, навіть після стократного розведення вони ще залишаються небезпечними. Усю масу води з розбавленими стоками вважати непридатною. У році 365 днів. Визначити також вартість усієї води у Дніпрі, об’єм якої складає 2 000 км³.

4. Маємо нафтопереробний завод, що переробляє 100 тис. барелів сирої нафти за добу та працює з ККД 90%. Нафта та продукти її переробки містять еквівалент 35 МДж/л. Який енергетичний потенціал та який об’єм нафтопродуктів випускає завод (Дж/л)? Якщо нафту транспортують нафтопроводом із швидкістю пересування 0,8 м/с, то яким є діаметр труби? Якщо завод мусить мати 5-добовий запас нафти на випадок збою у постачанні, який за об’ємом резервуар необхідний? Запропонуйте габарити, враховуючи, що корпус резервуару є циліндром з висотою, яка становить половину його діаметру. Один барель нафти дорівнює 159 л.

5. 100-Мегаватна електростанція, що працює на вугіллі, має ефективність 33% і спалює вугілля, що містить 5% золи та 2% сульфуру. Теплова здатність палива дорівнює 30 кДж/г. Враховуючи, що 95% золи та 50% сульфуру викидається через димар, підрахуйте: швидкість викиду до атмосфери золи та сульфуру (у вигляді SO₂), у г/с; об’єм SO₂, що утворюється при 20ºС та атмосферному тиску. Якщо сульфур викидається на міське оточення при умові спокійної атмосфери на висоту 500 м та розповсюджується на відстань 5 км, як довго це може тривати, поки концентрація SO₂ не досягне рівня 0,3 м.ч. (частина на мільйон)?

6. Скільки свинцю (в мг) має бути у повітрі кімнати, де палять цигарки, якщо в цій кімнаті площиною 20 м² і висотою 3.5 м випалені 100 цигарок. При випалюванні однієї цигарки вагою 1,5 г у повітря надходить 40% свинцю, що уміщає цигарка. Вміст свинцю в тютюні – 0,0005%. Свинець надходить у повітря у вигляді оксиду свинцю. ГДК оксиду свинцю у повітрі робочої зони – 0.2 мг/м³. Треба визначити концентрацію оксиду свинцю у кімнаті для паління, якщо там не має вентиляції, а також відповісти на питання: більша ця концентрація, ніж ГДК, чи ні.

7. Визначити міцність викиду (г/с) та валові викиди (т/р.) шкідливих речовин в атмосферу при роботі енергетичної установки, якщо відомо, що з вихлопної труби в атмосферу виходять димові гази, що містять (у об’ємних відсотках) оксид вуглецю – 0,25%, диоксид азоту - 0,15 та диоксид сірки – 0,020%. Тиск суміші - 1,112 · 10⁵ Па, температура димових газів на виході з труби -356ºС, швидкість виходу димових газів із труби – 16 м/с; діаметр труби – 0,6м, кількість годин роботи установки за рік – 4500.

8. Визначити економічні витрати від забруднення Дніпровської води стічними водами підприємств за останні 15 років, якщо вартість кожного м³ води складає 2 копійки. Використовуючи чисту воду, підприємства вертають 200 тис. м³ очищених вод та 100 тис. м³ умовно чистик стоків кожної доби. Однак, навіть після стократного розведення вони ще залишаються небезпечними. Усю масу води з розбавленими стоками вважати непридатною. У році 365 днів. Визначити також вартість усієї води у Дніпрі, об’єм якої складає 1500 км³.

9. Маємо нафтопереробний завод, що переробляє 200 тис. барелів сирої нафти за добу та працює з ККД 92%. Нафта та продукти її переробки містять еквівалент 40 МДж/л. Який енергетичний потенціал та який об’єм нафтопродуктів випускає завод (Дж/л)? Якщо нафту транспортують нафтопроводом із швидкістю пересування 0,9 м/с, то яким є діаметр труби? Якщо завод мусить мати 10-добовий запас нафти на випадок збою у постачанні, який за об’ємом резервуар необхідний? Запропонуйте габарити, враховуючи, що корпус резервуару є циліндром з висотою, яка становить половину його діаметру. Один барель нафти дорівнює 159 л.

10. 75-Мегаватна електростанція, що працює на вугіллі, має ефективність 30% і спалює вугілля, що містить 10% золи та 5% сульфуру. Теплова здатність палива дорівнює 25 кДж/г. Враховуючи, що 90% золи та 30% сульфуру викидається через димар, підрахуйте: швидкість викиду до атмосфери золи та сульфуру (у вигляді SO₂), у г/с; об’єм SO₂, що утворюється при 20ºС та атмосферному тиску. Якщо сульфур викидається на міське оточення при умові спокійної атмосфери на висоту 500 м та розповсюджується на відстань 3 км, як довго це може тривати, поки концентрація SO₂ не досягне рівня 0,3 м.ч. (частина на мільйон)?

11. В результаті скиду стічних вод підприємством у річці збільшилась концентрація забруднюючих речовин у 32000 разів проти ГДК. Поступово відбувається природне самоочищення річкової води, причому за кожну добу концентрація забруднюючих речовин зменшується у 2 рази. Через скільки діб концентрація забруднюючих речовин стане менше 1 ГДК?

12. Зонд, що використовується для дослідження верхніх шарів атмосфери, наповнений воднем під тиском 1 атм. при температурі 300 К. Маса оболонки зонду 10 кг, діаметр кулі 10 м. Визначити масу водню у зонді та його вантажопід’ємність.

13. Визначити, скільки технічної води необхідно додати до стічної води, яка утворюється при очищенні газового потоку від домішок, за умов: витрата газового потоку на очищення – 10 м³/год, концентрація домішок на вході в абсорбер – 20 мг/дм³, на виході – 2 мг/дм³; витрата води на промивку газів – 2 м³/год; стічна вода виводиться у біологічні споруди (БОС), допустима концентрація домішок у стічних водах для подачі в БОС – 5 мг/дм³.

14. Визначити, чи забезпечує очисна споруда необхідний ступінь очищення газових викидів від зважених речовин водою за умов: витрата газових викидів – 15 м³/год, витрата води на очищення – 3 м³/год, концентрація зважених речовин у газовому потоці до очищення становить 50 мг/м³, у стічній воді після очисної споруди 150 мг/м³. ГДК зважених речовин в очищеному газі – 3 мг/м³.

15. Протягом 25 годин через пісковий фільтр пропускають річкову воду для одержання питної води. Об’ємна витрата води на виході з фільтру становить 10 м³/год, концентрація зважених речовин на вході в фільтр – 15 мг/дм³; на виході – 1 мг/дм³. Густина зважених речовин ρ=0,6 г/см³. Визначити висоту осаду на пісковому фільтрі, який накопичується внаслідок очищення річкової води, якщо діаметр фільтру 0,5 м.

16. В результаті скиду стічних вод підприємством у річці збільшилась концентрація забруднюючих речовин у 18000 разів проти ГДК. Поступово відбувається природне самоочищення річкової води, причому за кожну добу концентрація забруднюючих речовин зменшується у 4 рази. Через скільки діб концентрація забруднюючих речовин стане менше 5 та 1 ГДК?

17. Зонд, що використовується для дослідження верхніх шарів атмосфери, наповнений воднем під тиском 3 атм. при температурі 400 К. Маса оболонки зонду 25 кг, діаметр кулі 15 м. Визначити масу водню у зонді та його вантажопід’ємність.

18. Визначити, скільки технічної води необхідно додати до стічної води, яка утворюється при очищенні газового потоку від домішок, за умов: витрата газового потоку на очищення – 15 м³/год, концентрація домішок на вході в абсорбер – 25 мг/дм³, на виході – 5 мг/дм³; витрата води на промивку газів – 3 м³/год; стічна вода виводиться у біологічні споруди (БОС), допустима концентрація домішок у стічних водах для подачі в БОС – 5 мг/дм³.

19. Визначити, чи забезпечує очисна споруда необхідний ступінь очищення газових викидів від зважених речовин водою за умов: витрата газових викидів – 20 м³/год, витрата води на очищення – 5 м³/год, концентрація зважених речовин у газовому потоці до очищення становить 65 мг/м³, у стічній воді після очисної споруди 180 мг/м³. ГДК зважених речовин в очищеному газі – 3 мг/м³.

20. Протягом 24 годин через пісковий фільтр пропускають річкову воду для одержання питної води. Об’ємна витрата води на виході з фільтру становить 16 м³/год, концентрація зважених речовин на вході в фільтр – 22 мг/дм³; на виході – 2 мг/дм³. Густина зважених речовин ρ=0,7 г/см³. Визначити висоту осаду на пісковому фільтрі, який накопичується внаслідок очищення річкової води, якщо діаметр фільтру 0,4 м.

21. Знайти витрати 40% (ваг.) розчину NaOH, необхідного для нейтралізації кислої води, яка утворюється внаслідок абсорбції водою хлористого водню з газового потоку, та концентрацію кухонної солі у стічні воді за умов: ступінь очищення газового потоку від HCl – 98%, витрати газового потоку 80 м³/год, концентрація HCl в газах на виході в абсорбер 160 г/м³, витрати води на промивку газів – 2,4 м³/год, густина 40% розчину луги ρ_NaOH=1,43 г/см³. Кількість реакційної води не враховували.

22. Визначити, як змінились сумарні викиди шкідливих речовин через викидні труби трьох підприємств після реконструкції та втілення прогресивних технологій, якщо: в першому підприємстві швидкість газових викидів через трубу діаметром 0,25 м зменшилась з 2 м/с до 1м/с. На другому підприємстві до реконструкції використовувалися 2 труби діаметром 0,25 м, а швидкість газу в них становила 1 м/с. Після реконструкції на цьому підприємстві стала працювати тільки 1 труба, а швидкість газу в ній підвищилась до 2 м/с. На третьому підприємстві використовувалася 1 труба діаметром 0,5 м зі швидкістю газу в ній 1 м/с. Але після реконструкції в ній діаметр труби було зменшено вдвічі, а швидкість газу стала більше в 2 рази.

23. Яку кількість аміачної селітри, що містить 98% NH₄NO₃, треба внести в ниву під пшеницю площею 15 га та під картоплю площею 10 га? Нива має запас по азоту 15 кг/га. Нормативні дані: для пшениці необхідно 50 кг азоту на 1 га, для картоплі – 60 кг азоту на 1 га.

24. Твердість води складає 5 ммоль екв/дм³. Половина цієї кількості зумовлена гідрокарбонатом кальцію, а половина – хлоридом та сульфатом кальцію. Підрахувати, скільки необхідно реагентів – вапняного розчину (2%-вого) та кальцинованої соди (1%‑вої) для зниження тимчасової твердості до 0,03ммоль екв/дм³. Об’єм води 60 м³. Питома вага 2%-вого розчину Ca(OH)₂ – 1200 кг/м³, а 1%-вого розчину Na₂CO₃ – 1060 кг/м³.

25. На хлораторну станцію привезли 2 балона з хлором та поставили їх в приміщення розміром 3×4×5 м, з’єднавши між собою як сполучені судини. Тиск в першому балоні до з’єднання за манометром становив 0,2 МПа, а в другому – 0,6 МПа. Через деякий час тиск в балонах за манометром становив 0,3 МПа. Об’єм одного балона 60 дм³. Визначити максимально можливу концентрацію Cl₂ в приміщенні на випадок аварії, внаслідок якої хлор витече з балонів.

26. Знайти витрати 30% (ваг.) розчину NaOH, необхідного для нейтралізації кислої води, яка утворюється внаслідок абсорбції водою хлористого водню з газового потоку, та концентрацію кухонної солі у стічні воді за умов: ступінь очищення газового потоку від HCl – 95%, витрати газового потоку 70 м³/год, концентрація HCl в газах на виході в абсорбер 140 г/м³, витрати води на промивку газів – 2,1 м³/год, густина 30% розчину луги ρ_NaOH=1,43 г/см³. Кількість реакційної води не враховували.

27. Визначити, як змінились сумарні викиди шкідливих речовин через викидні труби трьох підприємств після реконструкції та втілення прогресивних технологій, якщо: в першому підприємстві швидкість газових викидів через трубу діаметром 0,30 м зменшилась з 2,5 м/с до 1м/с. На другому підприємстві до реконструкції використовувалися 2 труби діаметром 0,2 м, а швидкість газу в них становила 1,5 м/с. Після реконструкції на цьому підприємстві стала працювати тільки 1 труба, а швидкість газу в ній підвищилась до 4 м/с. На третьому підприємстві використовувалася 1 труба діаметром 0,4 м зі швидкістю газу в ній 1 м/с. Але після реконструкції в ній діаметр труби було зменшено вдвічі, а швидкість газу стала більше в 2,5 рази.

28. Яку кількість аміачної селітри, що містить 98% NH₄NO₃, треба внести в ниву під пшеницю площею 25 га та під картоплю площею 20 га? Нива має запас по азоту 10 кг/га. Нормативні дані: для пшениці необхідно 50 кг азоту на 1 га, для картоплі – 60 кг азоту на 1 га.

29. Твердість води складає 7 ммоль екв/дм³. Половина цієї кількості зумовлена гідрокарбонатом кальцію, а половина – хлоридом та сульфатом кальцію. Підрахувати, скільки необхідно реагентів – вапняного розчину (2%-вого) та кальцинованої соди (1%‑вої) для зниження тимчасової твердості до 0,02 ммоль екв/дм³. Об’єм води 50 м³. Питома вага 2%-вого розчину Ca(OH)₂ – 1200 кг/м³, а 1%-вого розчину Na₂CO₃ – 1060 кг/м³.

30. На хлораторну станцію привезли 2 балона з хлором та поставили їх в приміщення розміром 3×5×8 м, з’єднавши між собою як сполучені судини. Тиск в першому балоні до з’єднання за манометром становив 0,3 МПа, а в другому – 0,8 МПа. Через деякий час тиск в балонах за манометром становив 0,6 МПа. Об’єм одного балона 65 дм³. Визначити максимально можливу концентрацію Cl₂ в приміщенні на випадок аварії, внаслідок якої хлор витече з балонів.

Поиск по сайту: