[理学]热力学2章方程.ppt

在常压下加热水 2.3 对比态原理及其应用 例2-2 计算1kmol甲烷在382K 、21.5MPa时的体积。 2.5 流体的饱和热力学性质 2.5.2 饱和液体摩尔体积 设初值Z=1，联立上述两个方程求解，经迭代得摩尔体积： 行驶里程 V S = S RK - S理想= 194. 29 - 158. 93 = 35. 36km 由此可见，如此高压下的压缩天然气不能当做理想气体。 P=0. 2MPa ;T=10 ℃，采用上述方法计算，得 (2)用RK方程计算 可见,作为汽车燃料,管道输送来的天然气必须经压缩机压缩成高压天气才有实际意义。 (3)不可以 因为,“其他条件均不变”意味着温度也不变, 当温度在10 ℃左右,大于Tc 时,无论施加多大的压力都不能使之液化。因此,只有必须将其温度降低至- 82. 55°C 以下,再加压才行。 理论上,温度降至- 82. 55°C ,即可能加压液化,但压力极高为4. 60MPa ,由流体的p-V-T 关系可知,温度越低,所需压力越低,因此实际上液化天然气的温度常降至- 162 ℃,这样在常压下即能变成液体。 查附录表知，甲烷的临界数据为： Tc= - 82. 55°C，pc= 4. 60MPa 由(1) 可知,冬天气体温度为15 ℃时,每罐压缩天然气行驶194. 29 公里。那么每公里花费： 同样采用RK方程计算，夏天气体温度为45 ℃时,每罐压缩天然气行驶163. 94 公里。每公里花费： (4) ①由流体的p-V-T 关系PV图可知，压力相同，夏天温度增大，气体的摩尔体积增大，由于储气罐的总体积是一定的，所以装入的压缩天然气的摩尔数n=V总/V变小，故同样一罐气夏天跑的里程比冬天短。 同样每天行驶300 公里,夏天比冬天要多花的钱为300 ×(0. 305 - 0. 257) = 14. 4 元/天;一个季度要多花1300 元。 立方型方程的发展是基于 vdW 方程，而多参数状态方程是与Virial方程相联系的。 2.2.3 多参数状态方程 1. Virial方程 Virial方程的两种形式： (2-26) (2-27) B与B 、C与C、D与D之间的关系： 物理意义：微观上， Virial 系数反映了分子间的相互作用 ，如第二 Virial 系数( B 或 B′ )反映了两分子间的相互作用，第三 Virial 系数( C 或 C′ )反映了三分子间的相互作用等等。 宏观上，对于一定的纯物质而言， Virial 系数仅是温度的函数。 舍项Virial 方程： P 1.5 Mpa P ＞ 5.0 MPa 或 由于第三尤其是第四Virial系数的数据极少，对于高压情况，通常都采用其它状态方程。 Virial 系数的获取 ( 1 ) 由统计力学进行理论计算 目前应用很少 ( 2 ) 由实验测定或者由文献查得 精度较高 ( 3 ) 用普遍化关联式计算 方便，但精度不如实验测定的数据 2. Martin-Hou方程 他的伯父，就是被称为我国化学界泰斗的侯德榜。侯氏制碱法（联合制碱法）的创始人。 侯虞钧，福建省福州市人，历任浙江大学科学技术研究所副所长，国务院学位委员会第一、二届学科评议组成员，国家教委科技委员会化工与工业化学学科组第一、二届成员 ，国家科委化学工程学科组成员。第三、五届全国人大代表，第七届全国政协委员。 1945年毕业于浙江大学化工系。 1955年获美国密西根大学博士学位，与J.J.Martin，共同提出气体状态方程(后被称为MH方程)，1997年当选为中国科学院院士。 在化工热力学状态方程与相平衡方面做了较系统的研究，马丁--侯（MH）方程，为国内外许多专著和教科书所引用，并被国内外应用于大型合成氨装置的设计及其他化工计算中。马丁－侯方程通用性强、准确度高，是迄今国内外公认的精确的状态方程之一，在我国民用工业和国防工业等领域产生了巨大的经济及社会效益。 联合制碱法反应分三步进行： 　　（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 　　（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 　　（3）2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑ 81型MH方程展开式： 方程参数：A2、B2、C2、A3、B3、C3、A4、B4、B5、b，可由纯物质的临界参数及饱和蒸汽压曲线上的一点(Ts、ps)求得。 适用范围：81型MH方程对烃类、非烃类气体，计算误差小于1%；对许多极性物质如NH3、H2O在较宽的温度和压力范围内，均可得到精确的结果；对量子气体H2、He也可应用，目前已成功应用于合成氨工艺计算。 Martin-Hou方程 3. BWR方程 方程参数：A0、B0、C0