化工热力学试题解.docx

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1、试分别用下述三种方法求出400C、4.053A&下甲烷气体的摩尔体积。g）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：RT国Vm= F = =0.00138m3 mol-12）用RK方程：查附表 1：甲烷的 Tc=190.6K, Pc=4.60MP, w =0.0080 42748x314xl03yxl90.6Na=4 60 X10=3.22170x 106m6-Pa-kmor2-K0-5xi90 6b=460x10=0.029847m3-kmoF10迭代：将II代入得/= 138943,反复迭代匕=138957,匕

2、=1.38957”松。尸，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：空工=3 537门=竺至=。881190 6,4602-2.某含有丙烷的0 5.的容器具有|国I的耐压极限。出于安全考虑，规定进容器的丙烷在1270c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丙烷的摩尔质量为】姐的尸。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4 = 369 8k门=4.250看Zq= 1 Ti = 0 0255 t Z = 0 9172 Te = 0 0278迭代求z tZ、=0.9100-A, = 0.0230 t4 = 0.90%

3、得:Z=0.90943试根据R-K方程（式210）导出常数a、b与临界常数的关系式（式（2-15）和式 （216）oRTc _ a（2/ + b）由式：（展9=产伊一叫.乙瞅2+蓼+配）由式：匹7=产俨+而3两式相比：贝IJ:所以:知= / + bUj2lr - / = b= 3 84736-底 %+)、 T 、 = U代入wr产俨+%y得:= 4 933976A”V二 347/785则Ta= 8 6946x8 1071代入RK方程：L008664注042748&20b =a =所以：尸。；P。2-4某反响器容积为L213w内有45 4（Ug乙醇蒸汽温度为2270。试分别用下述三种方法求出反响

4、器的压力。实验值为I区。6）用理想气体方程；b）用R-K方程；c）用维里截断式2 7）。解：（1）用理想气体方程误差：22.9%2)用RK方程乙醇：Tc = 5&2K, Pc = 638MPa误差：0.36%（3）用三参数普遍化关联匕2用维里方程关联，尸=2 77664仔1G）0 = 0.635=空=。43Pc 6.38500 15516.20 97查图2.62.8： Z = 0.82,误差：3 64%2-5某气体符合RK方程，在温度高于当心时，试推导以下两个极限斜率的关系式:l (b)产azJ两式中应包含温度T和R-K方程的常数a或bo勒/=8丽/=6提示：a*）解：因RK是以P为因变量的关

5、系式，故所求导数需计算如下:同二网R-K方程可写成两种形式： 一恶二）由以上方程可求得：时-*7*（，+ 占）2二 a（2V+为（7-4 -2了“歹+42将（2）3）式代入（1）式，整理后得：a-7（2T+以广32 一T”/偿+ 6厂(4)由（4）得到:RTaziap)r RT2-6 试分别用普遍化R-K方程与SRK方程求算丁烷蒸汽在350K、1 2小正。下的压缩因 子。实验值为0.7731。解：（1）用普遍化RK方程,(D = 0.176T350 07； = = =0 85763Tc 408.1迭代：取初值2。=1Z0 = 1 =用=0 033210=4 = 0.83467 =A2 = 0

6、03979 = Z3 = 0 8037 = 济=0 04132 = Z3 =079660 =0 04169 = Z, =。7%88 =%=0 04178 =2$ = 0 7944=4=0.04181nz =079432 =& =0.04181 = Z7 = 0,79432迭代七次2 = 0.79432,误差：2 74%（2）用SRK方程:迭代：取初值2。= 1迭代六次：Z = 0.7837误差：国2-7试用以下三种方法计算但一1、1回I水蒸气的Z与V。 1）用维里截断式2-8,第二和第三维里系数实验值为 3 = -0.1525用，椒?厂I和 0 = -0.5810 2AW3总摩尔数44-2a反

7、响前： 130反响后：1-a3(1-a)2a反响前： = 75、% = 25为=一=3(1-015)=0689反响后： 4-勿 4 2x0.15心伯- 2.= 075x1.3 + 0.25x1 2 = 1,275反响刖：.一八1 一 ” 一,0反响前总摩尔数：%=57693x = 57 693x-J y-U-15 = 53 366上用“小反响后总摩尔数:反响后氨总摩尔数/眄=366x0=4 3226bw。/ h 1即每小时合成氨量：4.3226x 17 = 13A9kmol h(b)从反响器出来的混合气的压缩因子2-12 选择适宜的普遍化关联方法计算Ikmol 丁二烯一1, 3从2.53A&、|因I压缩到12 67版为、227时的“、&7、Aro丁二烯一1, 3的口=4250K、,理想气体等压热容几二433%、0一 g / = 2.735 + 26.7977 xlOT-8,8861X或/ R解：初态:7_n_ 500p _月_12。终态广葭而=小葭逐= 2.928初态用第二维里系数关联式较适宜，终态用普遍化压缩因子关联式较适宜。r t(a)使用普遍化第二维里系数计算A$1C Ah =(b)求理想气体从弓K T玛心：./ = 2 735. B = 26 7977 x 】0 . C = -8 8861 x 104