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1、化工热力学 试分别用下述三种方法求出、下甲烷气体的摩尔体积。用理想气体方程；用R-K方程；用维里截断式。其中B用皮策的普遍化关联法计算。 解：用理想气体方程： Vm= =0.00138m3mol-1 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：将反复迭代代入得， ，迭代三次。 用维里截断式，B用皮策的普遍化关联法计算： ， 式： 2-2. 某含有丙烷的进容器的丙烷在的容器具有的耐压极限。出于安全考虑，规定温度下，其压力不得超过耐压极限的一半。试求可以充进
2、容。 器的丙烷为多少千克？已知丙烷的摩尔质量为解：用理想气体方程求， 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方程导出常数a、b与临界常数的关系式和式）。 由式： 由式：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R-K方程；用维里截断式。 解：用理想气体方程 。用理想气体方程；用误差：用RK方程 乙醇： ， 误差：用三参数普遍化关联 查图2-62-8： ， ， ， 误差：2-5 某气体符合RK方程，在温度高于当式： 时，试推导以下两个极限
3、斜率的关系b。 。两式中应包含温度T和R-K方程的常数a 或） 解：因RK是以P为因变量的关系式，故所求导数需计算如下： RK方程可写成两种形式： 由以上方程可求得： 、 将式代入式，整理后得： 由得到：、 下的压缩因2-6 试分别用普遍化RK方程与SRK方程求算丁烷蒸汽在350K、子。已知实验值为0.7731。 解：用普遍化RK方程 ， ， ， 迭代：取初值 迭代七次 用SRK方程： ， 误差： 迭代：取初值迭代六次：2-7 试用下列三种方法计算 误差：、水蒸气的Z与V。用维里截断式，和已知第二和第三维里系数实验值为；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
4、。 解：用维里截断式 ， 取理想气体为初值： 所以： 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. 估算物性为 。乙硫醇的 ， ，时乙硫醇的液体的摩尔体积。已知实验值为， ，。 的饱和液体密度为解：用雷克特方程计算 误差： 用改进的雷克特方程 时： ， 误差：2-9 在、时由的氮和 做参比 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 。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：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
5、的、：、：、 、 查图得： (c)ay 规则 查图(c)： (d)混合物的第二维里系数 、 ：、 ：、 、 、 2-10 以化学计量比的和 得负值说明此方法不能用。 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。计算每小时合成氨量；(b) 当出口、。求时的流速？ 、。求求：每小时合成氨量? (b) 当出口时的流速？ 解：查附表： ：、 、 、 ：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：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：
