化工热力学习题及答案-第二章-流体的PVT关系.doc

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1、第二章流体的PVT性质2－1使用下述三种方法计算1kmol的甲烷储存在容积为0.1246m3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少？（1）理想气体状态方程；（2）Redlich－Kwong方程；（3）普遍化关系式。解：查附录表可知：，，，（1）理想气体状态方程：（2）R－K方程：（3）遍化关系式法应该用铺片化压缩因子法Pr未知，需采用迭代法。令得：查表2－8（b）和2－7（b）得：，Z值和假设值一致，故为计算真值。2－2欲将25Kg、298K的乙烯装入0.1m3的刚性容器中，试问需多大压力：解：乙烯的摩尔数：乙烯的摩尔体积：查表得：，，，可见由普遍化压缩因子法计算（A）有由

2、（B）设Z值代入A式求p，由Pr、Tr查图得Z0和Z1，代入B式迭代求解Z结果为：，2－3分别用理想气体方程和Pitzer普遍化方法，计算510K、2。5MPa下，正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm3•mol-1。解：由理想气体状态方程：相对误差：查附录表可知：，，，由P18，图2－9知，应该由普遍化维里系数法计算。相对误差：2－6将一刚性容器抽空，在液氮的常沸点下装到容积的一半，然后关闭这个容器，加热到21℃，试计算所产生的压力。液氮的摩尔体积在常沸点时为0.0347m3·kmol-1。解：由于液氮的常沸点，故加热到T＝294.5K时，液氮汽化为氮气N2。查表得

3、：，21℃下N2的摩尔体积：（1）由R－K方程计算：（2）采用SRK方程计算21℃代入下式：所以：由于高压低温，采用SRK方程计算，精度较高。2－8某气体的pVT行为可用下述在状态方程表达式来描述：式中b为常数，θ只是温度的函数。试证明此气体的等温压缩系数为：解：由已知状态方程得：2－14有一气体状态方程式，a和b是不为零的常数，则此气体是否有临界点？如果有请用a、b表示，如果没有请解释为什么没有。解：已知（a和b是不为零的常数）假设该气体有临界点，则在临界点处：将上述状态方程求偏微分代入得：解得：所以b=0已知，所以所得结果与题设相矛盾，故该气体无临界点。2－16一压缩机每

4、小时处理600Kg甲烷及乙烷的等摩尔混合物。气体在5Mpa，149℃下离开压缩机。试问离开压缩机的气体体积流率为多少？解：查附录表：CH4：，，，C2H6：，，，（1）由RK方程求混合物的摩尔体积。同理可得：，由题意可知：，又甲烷和乙烷性质相近，代入迭代式得：解得：，混合物的摩尔体积：气体体积流率：（2）由普遍化维里系数法计算甲烷对乙烷同理可得：，，，B12的计算：混合物：体积流率：