化工热力学第二章习题解答

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1、第二章部分习题解答302-13.某反应器容积为1.213m，内装有温度为227C的乙醇45.40kg。现请你试用以下三种方法求取该反应器的压力，并与实验值（2.75MPa）比较误差。（1）用理想气体方程；；（2）用RK方程；（3）用普遍化状态方程。解：（1）用理想气体方程3nRT0.9878.31410500.156P103.38MPaV1.213误差：22.9%（2）用R-K方程乙醇：T516.2K，P6.38MPaCC22.5262.50.42748RTC0.427488.314

2、10516.27a2.8039106PC6.381030.08664RTC0.086648.31410516.2b0.05836PC6.38101.2133V1.229m0.987RTaP0.5VbTVVb378.31410500.152.8039100.521.2290.0583500.151.2291.2290.0583653.5519107.9247102.76MPa误差：0.36%（3）用三参数普遍化关联（V2用维里方程关联

3、，P2.7766MPa）rP2.75500.150.635，P0.43，T0.97rrP6.38516.2C01查图2-12~2-13：Z0.82，Z0.05501ZZZ0.820.6450.0550.78453ZRT0.78458.31410500.156P102.65MPaV1.229误差：3.64%132-14.容积1m的贮气罐，其安全工作压力为100atm，内装甲烷100kg，问：1）当夏天来临，如果当地最高温度为40℃时，贮气罐是否会爆炸？（本题

4、用RK方程计算）2）上问中若有危险，则罐内最高温度不得超过多少度？3）为了保障安全，夏天适宜装料量为多少kg？4）如果希望甲烷以液体形式储存运输，问其压缩、运输的温度必须低于多少度？解：1）甲烷的临界参数为：Tc=190.6K,Pc=4.6MPaR2Tc2.58.3142190.62.5a=0.42748=0.42748=3.22176pc4.610RTc8.314190.65b=0.08664=0.08664=2.985106pc4.610143V==1.610m/mol31001

5、016又T=40℃RTap0.5VbTV(Vb)8.314313.153.2217=450.54451.6102.98510313.151.610(1.6102.98510)7=1.40110Pa=138.3atm>p安=100atm故储气罐会发生爆炸。72）P=100atm=1.01310pa由RK方程78.314T3.22171.01310用Excell单450.54451.6102.98510T1.610（1.6102.985

6、10）0变量求解得T=261.25K,即温度不超过-11.9C。73）P=100atm=1.01310PaT=40℃解法1:由RK方程78.314313.153.22171.0131050.55V2.98510313.15V(V2.98510)43直接迭代得:V=2.25910m/mol2解法2:5Bb2.985101.147108RT[8.314(273.1540)]85Bp1.147101001.013100.1162hzzz

7、1hz2.3431h1h用迭代法求解如下迭代次数zh010.116210.88760.130920.87940.132130.87880.1321z=0.8788又pV=nZRT5pV1001.0131013n4.42710molRTZ8.314313.150.87883-3m=n·M=4.427×10×16×10=70.8kg夏天适宜装料量为70.8kg43解法3:用Excell单变量求解得V=2.25910m/mol1则适宜装料量m=16=70827.8g=70.8

8、3kgV04）要使甲烷以液体形式储存运输，则T