化工热力学第三版陈钟秀课后习题标准答案Word下载.docx
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=19.04MPa
(3)普遍化关系式
Tr二TTc=323.15190.61.6隔V乂=124.699=1.259<
2
•••利用普压法计算,Z=7^■-'
Z1
ZRT
=PcPr
PV
RT
Pr
4.610612.4610*
P^0.2133Pr
迭代:
令Z0=1tPr0=4.687又Tr=1.695,查附录三得:
Z0=0.8938Z1=0.4623
01
Z=ZZ=0.8938+0.0080.4623=0.8975
此时,P=PcPr=4.6X.687=21.56MPa
同理,取乙=0.8975依上述过程计算,直至计算出的相邻的两个Z值相差很小,迭代结束,得Z和P
的值。
/•P=19.22MPa
2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer普遍化关系式计算510K、2.5MPa正丁烷的摩尔体积。
已知实验值为
1480.7cm3/mol。
查附录二得正丁烷的临界参数:
Tc=425.2KPc=3.800MPaVc=99cm3/mol3=0193
V=RT/P=8.314>
510/2.5106=1.696>
103m3/mol
1.696-1.4807°
°
误差:
100%=14.54%
1.4807
(2)Pitzer普遍化关系式
对比参数:
Tr=TTc=510425.2=1.199p=PR=2.53.=80.6—普维法
0.422
0.2326
01720172
B1=0.139乔0.139力--0.05874
Tr1.199
BPc二B°
「B1=-0.2326+0.1930R5874=-0.2213
RTC
Z/.聖/.理虫1-0.2213>
6579/1.199=0.8786
RTRTCTr
PV=ZRT>
V=ZRT/P=0.8786X8.314X510/2.5X106=1.49>
0-3m3/mol
W807100%.0.63%
2-3.生产半水煤气时,煤气发生炉在吹风阶段的某种情况下,76%(摩尔分数)的碳生成二氧化碳,其余的
生成一氧化碳。
试计算:
(1)含碳量为81.38%的100kg的焦炭能生成1.1013MPa、303K的吹风气若干立方米?
(2)所得吹风气的组成和各气体分压。
查附录二得混合气中各组分的临界参数:
一氧化碳
(1):
Tc=132.9KPc=3.496MPaVc=93.1cm3/mol3=0049Zc=0.295
二氧化碳
(2):
Tc=304.2KPc=7.376MPaVc=94.0cm3/mol3=0225Zc=0.274
又『1=0.24,y2=0.76
「.
(1)由Kay规则计算得:
TcmyjTCi=0.24132.90.76304.2=263.1K
i
Pcm二'
yiPci=0.243.4960.767.376=6.445MPa
Trm=TTcm=303263.^1.15Prm=PRm=0.1011.4450.—普维法
利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算
004220422
B1^083一讦巾°
83一^^702989
B1=0.139-0172=0.139-—=0.1336
Tr1.(303132.9).
B11
RT1B;
rB;
二8.3工負9-0.029890.0490.1336=-7.37810~
3.496106
B0
0.422
二0.083-°
4!
2=0.083丽二「0.3417
Tr2(303304.2).
0.172
=0.139一0.172=0.139代一0.03588
爲(303304.2).
•4.2
r2
B2^RT^b2^2b2二号匕彰2-0.3417-0.2250.03588--119.9310》
Pc2
6
7.37610
又Tcj
0.50.5
二TciTcj132.9304.2201.068K
*V;
13+V:
2八3
=
‘93.113+94.01'
3丫
<
2丿
2丿
Zc1'
Zc2
3
=93.55cm/mol
Vcij
°
.295°
.274"
2845
Zcij
進卫鸣0.137
Rij
-ZcijRTcij/Vcj-0.28458.314201.068/93.5510』]=5.0838MPa
•-Trij^TTcij=303201.068=1.507
Ri「pPci亍0.10135.08380.0199
B12
=0.083-0422=0.083-0.42261.507.
Tr1;
=-0.136
=0.139-哼0.139-吧
1.507
-0.1083
二B12
RTc12佔;
=8.314201.068-0.1360.1370.1083--39.8410》
巳12
5.083810
Bm=y1BI12y1y2B12y2B22
2662663
=0.24>
:
[-7.378106i亠20.240.76》:
[-39.8410i亠0.76-119.9310=-84.2710cm/mol
zm=1範二空-V=0.02486m3/mol
RTRT
-V,m=nV=100X103x81.38%/12®
.02486=168.58m3
(2)R=y1PZ^=0.2^0.1013-0^95=0.025MPa
Zm0.2845
P2二y2P玉=0.760.10130.2740.074MPa
2-4.将压力为2.03MPa、温度为477K条件下的2.83m3NH3压缩到0.142m3,若压缩后温度448.6K,则其压力为若干?
分别用下述方法计算:
(1)VanderWaals方程;
(2)Redlich-Kwang方程;
(3)Peng-Robinson方程;
(4)普遍化关系式。
查附录二得NH3的临界参数:
Tc=405.6KPc=11.28MPaVc=72.5cm3/mol3=0250
(1)求取气体的摩尔体积
对于状态I:
P=2.03MPa、T=447K、V=2.83m3
Tr二T.Tc=477.405.6=1.176R=PR=2.0311.28=0.18—普维法
00.4220.422
•-B=0.0830.083注=-0.2426
Tr1.176
4*2
1.176'
=0.05194
0172
B1=0.139右0.139
T
r
Brc01
c=BB--0.24260.250.05194--0.2296
RTc
r,丄BPPV,丄BFcPr33
Z=1+——==1+——V=1.885X10m3/mol
RTRTRTcTr
333
•n=2.83m/1.88510m/mol=1501mol
T=448.6K
对于状态H:
摩尔体积V=0.142m3/1501mol=9.458W-5m3/mol
(2)VanderWaals方程
22
27RTc
278.314405.6
6411.28106
=0.4253Pam6mol‘
P工丿
V-bV
8.314448.6
0.4253
(3)Redlich-Kwang
9.458-3.73710*
2=17.65MPa
52
3.73710
方程
b=空=8.314405.6=3.73710'
m3mol‘
8Pc811.28106
.2.5
c
22.5
11.28106=8.679Pa计K°
5mo^
a二0.42748^^二0.427488.314405.6
Pc
b=0.08664肛=0.086648.314竿6=2.5910^m3mol_1
Pc11.28"
P=RT
8.679
_0550~5-5二18.34MPa
V-bT0.5VVb][9.458-2.59105448.69.458109.4582.5910
(4)Peng-Robinson方程
•-Tr二TTc=4486405.6=1.106
•-k=0.37461.54226•-0.269922=0.37461.542260.25-0.269920.25^0.7433
__2__2
:
T]叩k1—Tr0.5「叩0.74331一1.1060.5「=0.9247
c8.314405.66
aT]=ac:
Ti=0.45724二:
T[=0.4572460.9247=0.4262Pammol-
Pc11.28x10
b=0.07780空=0.07780=2.32610^m3mol
Pc11.28x10
pH
V-bVVbbV-b
8.314448.60.4262
9.458-2.32610出9.4589.4582.32610“2.3269.4582.32610“
=19.00MPa
(5)普遍化关系式
y=V.「Vc=9.45810^;
7.2510^1.305<
2适用普压法,迭代进行计算,方法同1-1(3)
2-6.试计算含有30%(摩尔分数)氮气
(1)和70%(摩尔分数)正丁烷
(2)气体混合物7g,在188'
C、6.888MPa条件下的体积。
已知Bn=14cm3/mol,B22=-265cm3/mol,B12=-9.5cm3/mol。
解:
Bm=y汨
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