化工热力学~原理计算公式.doc

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1、|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= = =0.00138m 3 mol -1（2）用 RK 方程：查附表1：甲烷的 T C =190.6K ，P C =4.60MP ，=0.008a= =3.2217010 6 m 6 Pakmol -2 K 0.5b= =0.029847m 3 kmol -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.

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=0.90943 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）

3、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）|

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

5、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

6、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： ： 、

7、： 、 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1，3的 、 、 、 ，理想气体等压热容 或|解：初态： 、 终态： 、 初态用第二维里系数关联式较合适，终态用普遍化压缩因子关联式较合适。(a) 使用普遍化第二维里系数计算(b) 求理想气体从 ： |已知：