化工热力学.doc

试分别用下述三种方法求出、下甲烷气体的摩尔体积。（a）用理想气体方程；（b）用R-K方程；（c）用维里截断式（27）。其中B用皮策的普遍化关联法计算。解：（1）用理想气体方程： Vm= =0.00138m3mol-1 （2）用RK方程： 查附表1：甲烷的TC=190.6K，PC=4.60MP，=0.008 a=3.22170106m6Pakmol-2K0.5 b=0.029847m3kmol-1 迭代：将代入得，反复迭代，迭代三次。（3）用维里截断式（27），B用皮策的普遍化关联法计算： ， 式（27）： 2-2. 某含有丙烷的的容器具有的耐压极限。出于安全考虑，规定进容器的丙烷在温度下，其压力不得超过耐压极限的一半。试求可以充进容器的丙烷为多少千克？已知丙烷的摩尔质量为。解：（1）用理想气体方程求， （2）用普遍化RK方程求， 查附表1：丙烷 迭代求Z： 得：Z=0.9094 3 试根据 RK方程（式210）导出常数a、b与临界常数的关系式（式（215）和式（216）。 由（1）式：由（2）式：两式相比： 则：所以： 代入 得：代入RK方程： 所以：；2-4 某反应器容积为，内有乙醇蒸汽温度为。试分别用下述三种方法求出反应器的压力。已知实验值为。（a）用理想气体方程；（b）用R-K方程；（c）用维里截断式（27）。 解：（1）用理想气体方程 误差：（2）用RK方程 乙醇：， 误差：（3）用三参数普遍化关联 （用维里方程关联，） ， ， 查图2-62-8：， 误差：2-5 某气体符合RK方程，在温度高于当时，试推导以下两个极限斜率的关系式：（a），（b） 。两式中应包含温度T和R-K方程的常数a 或b。（提示： ）解：因RK是以P为因变量的关系式，故所求导数需计算如下： （1） RK方程可写成两种形式： 、 由以上方程可求得： （2） （3） 将（2）（3）式代入（1）式，整理后得： （4） 由（4）得到：、 2-6 试分别用普遍化RK方程与SRK方程求算丁烷蒸汽在350K、下的压缩因子。已知实验值为0.7731。解：（1）用普遍化RK方程 ， ， ， 迭代：取初值 迭代七次， 误差： （2）用SRK方程： 迭代：取初值迭代六次： 误差：2-7 试用下列三种方法计算、水蒸气的Z与V。（1）用维里截断式（2-8），已知第二和第三维里系数实验值为和；（2）用维里截断式2-7，其中B用皮策的普遍化关联法计算；(3) 用水蒸气表计算。 解：（1）用维里截断式（2-8） ， 取理想气体为初值：所以： （若用迭代得：，） （2）用维里截断式2-7，B用皮策普遍化关联 (3) 用水蒸气表计算：查表得过热蒸汽： 则： 2-8. 估算时乙硫醇的液体的摩尔体积。已知实验值为。乙硫醇的物性为， ， ， ，的饱和液体密度为。解：（1）用雷克特方程计算 误差： （2）用改进的雷克特方程 时： 做参比 ， 误差：2-9 在、时由（摩尔分数）的氮和 （摩尔分数）的乙烯组成混合气体，试用下列四种方法计算混合气体的摩尔体积。已知实验数据求出 。（a）用理想气体方程；(b)magat定律和普遍化压缩因子图 ；(c)ay 规则；(d)混合物的第二维里系数 解：（a）用理想气体方程(b)magat定律和普遍化压缩因子图由临界参数求和的、：、：、查图（c）得：、(c)ay 规则查图(c)： (d)混合物的第二维里系数、：、：、得负值说明此方法不能用。2-10 以化学计量比的和合成氨，在、下，混合起以 的流速进入反应器。氨的转化率为15%。从反应器出来的气体冷却后，凝缩分离出氨后再行循环。（a）计算每小时合成氨量（kg/h）；(b) 当出口、。求时的流速？求：（a）每小时合成氨量（kg/h）? (b) 当出口、。求时的流速？解：查附表：、 ：、 ：、 （a）：（1）用Amagat定律及普遍化压缩因子图法 反应前：、 ：、 查图：、 反应后：、 、 、 查图：、 、 反应前后混合气组成：转化率为15% 总摩尔数反应前： 1 3 0 4 反应后： 1-a 3(1-a) 2a 4-2a 反应前： 、 反应后： 反应前： 反应前总摩尔数：反应后总摩尔数：反应后氨总摩尔数： 即每小时合成氨量：（b）从反应器出来的混合气的压缩因子 由 得：2-12 选择合适的普遍化关联方法计算1kmol丁二烯1，3从、压缩到、时的、。已知丁二烯