化工热力学原理计算公式定律.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= =0.00138m3mol-1（2）用 RK 方程：查附表1：甲烷的 TC=190.6K，PC=4.60MP，=0.008a=3.22170106m6Pakmol-2K0.5b=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

2、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）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 R

3、K 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）

4、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：

5、（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

6、%。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：