化工热力学第三版答案陈钟秀.docx

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化工热力学第三版答案陈钟秀

2-、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K方程；（3）普遍化关系式。
解：甲烷的摩尔体积V= m3/1kmol= cm3/mol
查附录二得甲烷的临界参数：Tc= Pc= Vc=99 cm3/mol ω=
理想气体方程
P=RT/V=××10-6=
R-K方程

∴

=
普遍化关系式
＜2
∴利用普压法计算，
∵
∴

迭代：令Z0=1→Pr0= 又Tr=，查附录三得：Z0= Z1=
=+×=
此时，P=PcPr=×=
同理，取Z1= 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=
2-、正丁烷的摩尔体积。已知实验值为mol。
解：查附录二得正丁烷的临界参数：Tc= Pc= Vc=99 cm3/mol ω=
（1）理想气体方程
V=RT/P=×510/×106=×10-3m3/mol
误差：
（2）Pitzer普遍化关系式
对比参数： —普维法
∴
=+×=
=×=
∴ PV=ZRT→V= ZRT/P=××510/×106=×10-3 m3/mol
误差：
2-，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%的100kg的焦炭能生成、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。
解：查附录二得混合气中各组分的临界参数：
一氧化碳(1)：Tc= Pc= Vc= cm3/mol ω= Zc=
二氧化碳(2)：Tc= Pc= Vc= cm3/mol ω= Zc=
又y1=，y2=
∴(1)由Kay规则计算得：
—普维法
利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算
又
∴
∴
∴→V=mol
∴V总=n V=100×103×%/12×=
(2)
2-、温度为477K条件下的压缩到 m3，若压缩后温度，则其压力为若干分别用下述方法计算：（1）Vander Waals方程；（2）Redlich-Kwang方程；（3）Peng-Robinson方程；（4）普遍化关系式。
解：查附录二得NH3的临界参数：Tc= Pc= Vc= cm3/mol ω=
求取气体的摩尔体积
对于状态Ⅰ：P= MPa、T=447K、V= m3
—普维法
∴
→V=×10-3m3/mol
∴n=×10-3m3/mol=1501mol
对于状态Ⅱ：摩尔体积V= m3/1501mol=×10-5m3/mol T=
Vander Waals方程
Redlich-Kwang方程
Peng-Robinson方程
∵
∴
∴

普遍化关系式
∵ ＜2 适用普压法，迭代进行计算，方法同1-1（3）
2-%（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℃、条件下的体积。已知B11=14cm3/mol，B22=-265cm3/mol，B12=mol。
解：
→V(摩尔体积)=×10-4m3/mol
假设气体混合物总的摩尔数为n，则
×28+×58=7→n=
∴V= n×V(摩尔体积)=××10-4= cm3
2--K方程和SRK方程计算273K、下氮的压缩因子。已知实验值为
解：适用EOS的普遍化形式
查附录二得NH3的临界参数：Tc= Pc= ω=
（1）R-K方程的普遍化

∴ ①
②
①、②两式联立，迭代求解压缩因子Z
（2）SRK方程的普遍化
∴ ①
②
①、②两式联立，迭代求解压缩因子Z
第三章
3-1. 物质的体积膨胀系数和等温压缩