化工热力学第三版答案陈钟秀

2-1.使用下述方法计算Ikmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50'C 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=0.1246 m 3/ikmol=124.6 cm 3/mol

查附录二得甲烷的临界参数： T c =190.6K P c =4.600MPa

V c =99 cm 3/mol 3 =0.008

（1）理想气体方程

P=RT/V=8.314 X 323.15/124.6 10C 6=21.56MPa

⑵R-K 方程

P

竺 a

V b T 0.5V V b 8.314 323.15

3.222

5

0 5

5

12.46 2.985

10 323.15 .

12.46 10

12.46 2.985 10

=19.04MPa (3) 普遍化关系式

T r T T c 323.15 190.6 1.695 V r V. V c 1246 99 1.259 < 2

•••利用普压法计算， Z

Z 0

C ZRT

•- P -

V

二 Z 空 P r

RT r

迭代：令Z Q =1T P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得:

0 1

Z Z Z =0.8938+0.008 0.4623=0.8975

此时，P=P c P r =4.6 >4.687=21.56MPa

同理，取Z 1=0.8975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=19.22MPa 2-2.分别使用理想气体方程和 Pitzer 普遍化关系式计算 510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。已知实验值为

1480.7cm 3/mol 。

解：查附录二得正丁烷的临界参数：

T c =425.2K P c =3.800MPa

V c =99 cm 3/mol 3 =093

0.42748爭 0'427488'314 190.625 4.6 106

3.222Pa m 6 K 0.5 mol 2

b 0.08664 匹

P c

0.08664 8.314 190.6

6

4.6 10

5 3

2.985 10 m mol

RP

4.6 106 12.46 10 5

8.314 323.15

P r 0.2133P r

Z °=0.8938 Z 1=0.4623

(1)理想气体方程

V=RT/P=8.314 X510/2.5 X 06=1.696 X 0'3m 3/mol

对比参数：T r T. T c 510 425.2 1.199 P r

二⑴由Kay 规则计算得：

T

cm

yT i

i 0.24 132.9 0.76 304.2 263.1 K F Lm

y i P c i

i 0.24

3.496 0.76 7.376 6.445MPa

T

rm

TT cm 303 263.1 1.15 P rm

P P cm 0.101 1.445 0.0157 —普维法

利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算

0.422

0.422

B 0 0.083

T rT 0.083

1 6

303132.9 .

0.02989

0.172

0.172

B 1

0.139

—4 2

0.139

4 2

0.1336

Tn

303132.9

误差：侮

6

皿07

100% 14.54%

1.4807

(2) Pitzer 普遍化关系式

•- B 0 0.083 警0.083半

T r

1.199

0.2326

B 1

0.139 晋0.139竺刍

T r

1.199

0.05874

BP c RT C

B 0 1

B =-0.2326+0.193 0R5874=-0.2213

BP

RT 理里

1-0.2213 X 6579/1.199=0.8786

RT c T r

/• PV=ZR 干＞V= ZRT/P=0.8786X 8.314 X 510/2.5 X 106=1.49 x 0-3 m 3

/mol 1 49 1 4807 误差： 100% 0.63% 1.4807

2-3.生产半水煤气时，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81.38%的100kg 的焦炭能生成 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）：

T c =132.9K P c =3.496MPa 1.1013MPa 、303K 的吹风气若干立

二氧化碳（2）： T c =304.2K

又 y 1=0.24, y 2=0.76 P c =7.376MPa V c =93.1 cm 3/mol 3 =049 V c =94.0 cm 3/mol 3 =025

Z c =0.295 Z c =0.274

P P c 2.5 3.8 0.6579 —普维法