化工大学化工热力学第二章习题.doc

第二章习题解答 2-13. 某反应器容积为，内装有温度为的乙醇。现请你试用三种方法求取该反应器的压力，并与实验值（）比较误差。（）用理想气体方程；（2）用RK方程；（3）用（1）用理想气体方程 误差： （2）用R-K方程 乙醇：， 误差： （3）用三参数普遍化关联 （用关联，） =3.38 Z=1.886 （1） 误差： Pa，问钢瓶是否会发生爆炸？ （用RK方程计算） 解：由附录查得乙烷的临界参数。 TC=305.4K，PC=4.884MPa，VC=1.48×10-4 m3/mol; ω=0.098， 1）T=290K，P=2.48Mpa ∵Tr=T/Tc=0.95 Pr=P/Pc=0.51 ，在图2-14曲线的上方 ∴使用普遍化第二维里系数法 R-K方程 =54.597×105-7.1341×105 =4.746Mpa 答：由于钢瓶的实际压力大于其安全工作压力，因此会发生爆炸。 2-19. 用下列方程求200℃，1.0133 MPa时异丙醇的压缩因子与体积： (1) 取至第三维里系数的Virial方程，已知 B=-388 ， C=-26000 (2) 用普遍化第二维里系数关系式。（TC=508.2 K，PC=4.762 MPa，ω=0.7） 解：1） 又+ 即 又 即压缩因子z=0.8884；体积V=3.45×10-3m3/mol 2）： 则 又 即压缩因子z=0.8959，体积V=3.478×10-3m3/mol 2-21 一个0.5 m3压力容器，其极限压力为2.75 MPa，若许用压力为极限压力的一半，试用普遍化第二维里系数法计算该容器在130℃时，最多能装入多少丙烷？已知：丙烷Tc＝369.85K，Pc＝4.249MPa，ω＝0.152。 解：实际的使用压力为2.75/2＝1.375MPa 则；Tr＝T/Tc＝（273.15＋130.）/369.85＝1.090 Pr＝P/Pc＝1.375/4.249＝0.3236 普遍化第二维里系数法适用。 B0＝0.083—0.422/Tr1.6＝0.083—0.422/1.0901.6＝—0.2846 B1＝0.139—0.172/Tr4.2＝0.139—0.172/0.32364.2＝—0.1952 对于丙烷，其摩尔质量为M=44， 则; W=n M=0.5106/(2211x1000)44=9.950kg 即，最多约可装入10kg丙烷。 2-27．一压缩机，每小时处理454 kg甲烷及乙烷的等摩尔混合物。气体在50×105 Pa、422 K下离开压缩机，试问离开压缩机的气体体积流率为多少？ 解：设相对分子量用M表示，则混合物的相对分子量为 混合物的流率为 根据读取的数据，并计算虚拟临界参数列于下表 名称 ij Tcij/ K Pcij/ MPa Vcij/ Zcij 甲烷 11 190.6 4.60 99 0.288 0.007 已烷 22 305.4 4.88 148 0.285 0.091 甲烷-已烷 12 241.3 4.70 122 0.286 0.049 计算Bij，结果如下 名称 ij Trij 甲烷 11 2.214 -0.035 0.133 -0.012 已烷 22 1.382 -0.169 0.095 -0.083 甲烷-已烷 12 1.749 -0.090 0.123 -0.036 用混合物第二Virial系数 根据Virial方程式（2-32）: 体积流率为： 5