第二章流体的p-V-T关系2.5.ppt

习题 2 计算0.30（摩尔分数）N2和0.7（摩尔分数）n-C4H10所组成的二元气体混合物在188℃、6.89×103kPa下的摩尔体积。（1）理想气体定律；（2）截断至第二项的Virial方程；（3）虚拟临界常数法（Kay规则）。 习 题 解： V 维里方程混合规则 （1） （2） B12 B Z （3） Z V （其中 ） 习 题 3 估算氨在293K下蒸发前后体积的变化量。已知氨在293K下的蒸气压为8.57×105Pa。 解： 蒸发前后体积的变化量 需要分别求得蒸发前后的体积 饱和液体体积和蒸气的体积。 饱和液体体积： 气体体积： 修正的Rackett方程 状态方程，普遍化关联式 1 在400℃、4.053MPa下，甲烷气体的摩尔体积。分别用如下三种方法求出（1）用理想气体方程；（2）用RK方程；（3）用Virial方程的二项截断式，其中的virial系数用Pitzer普遍化关系式计算。 作 业 2 某压缩机1h处理453.6kg含有75%（摩尔分数）的乙烷的丙烷-乙烷混合物。气体在5.066×103kPa，100 ℃下离开压缩机，试求1h离开压缩机的气体体积。（分别用Kay规则、混合物的第二virial系数法、RK方程） 河北理工大学 化工系 化工热力学 第二章 流体的热力学性质 第四节 河北理工大学 化工系 化工热力学 第二章 流体的热力学性质 第四节 2.5 液体的P-V-T性质 与气体相比： 摩尔体积容易测定； 除临界区外，压力与温度对液体容积性质影响不大； 体积膨胀系数和压缩系数的值很小，几乎不随温度压力变化。 液体PVT性质，在工程上常采用方法 图表法 结构加和法 经验关联式 普遍化关系式 立方型状态方程（SRK、PR） 准确度不高 1 Tait方程： D、E——给定温度下的常数 、 ——指定温度下，该液体在对比态时的体积和压力。 2 Chueh-Prausnitz方程 经验关联式 3 Rackett方程 不适于Zc0.22的体系和缔合液体 4 修正的Rackett方程 5 若已知一点密度数据，修正的Rackett方程 是在参考点的对比温度 下的饱和液体摩尔体积 饱和蒸气压 Antoine方程： A、B、C为 Antoine常数 Lydersen等人提出的计算液体密度的普遍化关联式： 液体的对比密度为 普遍化关联式 为Zc=0.27时液体的对比密度，查图可得； 是Zc≠0.27时的液体密度； D为校正系数，查图可得。 例2-6（1）估算37 ℃的饱和液氨的体积； （2）估算37 ℃和10.13MPa下液氨的体积。 （1）饱和液氨的体积——修正的Rackett方程——ZRA可查文献可计算——Tc、pC查表——Tr计算——代入公式计算 （2）普遍化关联式——V=Vc/ ρr ——ρr的计算——ρr’、Zc、D——Zc=0.242 ≠0.27——ρr’、D查图（Tr、pr）得——代入公式计算 例 估算150 ℃时乙硫醇（C2H6S）的液体摩尔体积。已知实验值为95.0cm3/mol。20 ℃乙硫醇的饱和液体密度为0.839g/cm3。 解：已知一点密度 合适的混合规则——经验关联式——计算液体混合物的密度 如修正的Rackett方程，用于液体混合物时： 液体混合物的密度 教材P27-例2-9 例 试计算混合物CO2（1）-n-C4H10（2）在344.26K和6.48MPa时的液体体积。已知混合物中CO2的摩尔分数为x1=0.502。 本 章 内 容 流体的p-V-T关系 §2.1 纯流体的P-V-T相图 §2.2 气体的状态方程（EOS） §2.3 对应状态原理及其应用 §2.4 真实气体混合物的P-V-T关系 ----混合法则 §2.5 液体的P-V-T性质 总 结 1、P-V-T相图是EOS的基础，必须掌握相图上和点、线、面，相关概念，相互关系。 单相区（V，G，L，S） 两相共存区（V / L，L / S，V / S） 饱和液相线（泡点线） 饱和汽相线（露点线） 过热蒸汽 过冷液体 临界点（ Tc、Pc、Vc ) 临界等温的数学特征 超临界流体（T Tc 和P Pc） 泡点、露点，等温线（T = Tc、T Tc、T Tc ） P P P T T V V 纯物质的P-T 图 纯物质的P-V 图 总 结 (续) 2、状态方程（EOS）的基本用途是P-V-T计算，但更大意义在于作为推其它性质的模型； 立方型状态方程因形式简单、计算方便受到工程上的重视，特别是 SRK 和 PR 由于适用汽液两相，能用于汽液平衡