化工热力学(第三版)答案解析陈钟秀

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1、2-1.使用下述方法计算1kmol甲烷贮存在体积为0.1246m3、温度为50℃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=0.1246m3/1kmol=124.6cm3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T3/molω=0.008c=190.6KPc=4.600MPaVc=99cm(1)理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2)R-K方程22.522.5RTc8.314190.660.52a0.427480.427483.222PamK

2、mol6P4.610cRTc8.314190.6531b0.086640.086642.98510mmol6P4.610cRTa∴P0.5VbTVVb8.314323.153.22250.55512.462.98510323.1512.461012.462.98510=19.04MPa(3)普遍化关系式TTT323.15190.61.695VVV124.6991.259＜2rcrc01∴利用普压法计算，ZZZZRT∵PPPcrVPVc∴ZPrRT65PV4.61012

3、.4610cZPP0.2133PrrrRT8.314323.15迭代：令Z0=0.8938Z1=0.46230=1→Pr0=4.687又Tr=1.695，查附录三得：Z01ZZZ=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时，P=PcPr=4.6×4.687=21.56MPa同理，取Z1=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=19.22MPa2-2.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1480.7cm3/mol。

4、解：查附录二得正丁烷的临界参数：T3/molω=0.193c=425.2KPc=3.800MPaVc=99cm（1）理想气体方程V=RT/P=8.314×510/2.5×106=1.696×10-3m3/mol1.6961.4807误差：100%14.54%1.4807（2）Pitzer普遍化关系式对比参数：TTT510425.21.199PPP2.53.80.6579—普维法rcrc00.4220.422∴B0.0830.0830.23261.61.6T1.199r10.1720.172B0.1390.1390.05

5、8744.24.2T1.199rBPc01BB=-0.2326+0.193×0.05874=-0.2213RTcBPBPPcrZ11=1-0.2213×0.6579/1.199=0.8786RTRTTcr∴PV=ZRT→V=ZRT/P=0.8786×8.314×510/2.5×106=1.49×10-3m3/mol1.491.4807误差：100%0.63%1.48072-3.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1

6、.1013MPa、303K的吹风气若干立方米？（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：3/molω=0.049Z一氧化碳(1)：Tc=132.9KPc=3.496MPaVc=93.1cmc=0.2953/molω=0.225Z二氧化碳(2)：Tc=304.2KPc=7.376MPaVc=94.0cmc=0.274又y1=0.24，y2=0.76∴(1)由Kay规则计算得：TcmyiTci0.24132.90.76304.2263.1KiPcmyiPci0.243.4960.767.3766.445

7、MPaiTTT303263.11.15PPP0.1011.4450.0157—普维法rmcmrmcm利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算00.4220.422B0.0830.0830.0298911.61.6Tr1303132.910.1720.172B0.1390.1390.133614.24.2Tr1303132.9RTc1018.314132.96B11B11B160.029890.0490.13367.37810P3.49610c100.4220.422B0.083

8、0.0830.341721.61