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1、第二章1推导范德华方程中的a,b和临界压缩因子Zc及并将其化为比照态方程范德华方程:P=一吗-二根据物质处于临界状态时:即其一阶,二阶导数均为零将范德华方程分别代入上式得:(r=-+=o(1)(4)(5)(尸)_C_(而LMi)丁由,式得VmC=3b将(3)代入(1)得T8。C27Rb将(3),(4)代入范德华方程的Pc=-c27b2那么临界参数与范德华常数a,b关系为式(3),(4),(5)由以上关系式可得八丝理b二必ZC=Wj业N64己8兄RcTcRcTc8TPVr=-Pr=-Vr=-cPcrVcTPV:.T=HP=2V=二cPcVc代入户=一二可推出V-bV2Pr=RTrTc_a=VrV
2、c-bV将(3),,代入(6)的即(E+)(3匕1)=87;2-1使用下述三种方法计算Ikmol的甲烷贮存在体积为3、温度为5(C的容器中所产生的压力:(1)理想气体方程;(2)RedliCh-Kwong方程;(3)普遍化关系式。解:查附录表可知:7c=190.6XT,Pc=4.6MPa,Vc=99cmimox,=0.008理想气体状态方程:(2)R-K方程:(3)遍化关系式法Vr=-=:I。;=1.26Y2应该用铺片化压缩因子法Vc9.9105Pr未知,需采用迭代法。令Z=0.875得:pr=4.10查表28(b)和27(b)得:Z1=0.24,Z0=0.87Z值和假设值一致,故为计算真值。
3、2-2解:理想气体方程、口*1696.1-1480.7误差:=14.54%1480.7PitZer美与法从附录二中差得正丁烷的临界参数为425225因此Tr=99Pr=三-=0.6585103.800根据Tr和Pr值渣附录3表AI和表A2得Z(H将此值代入Z=Z+M求得Z=0.8648+0.1930.0356=0.8720冯亲1480.7-1479n111Cc304.197.382查附录三图得:由式(3-59)得:=+=-1.75+0.228(-0.1)=-1.773RTeRTeRTe由式(3-60)得:所以,H=HR+M=8377-4483.5=3893.5J/mol所以,S=Sr+Si8=
4、-25.86-7.552=-33.412JmoxK-l3-10解:设有液体,欣g,那么有蒸汽(1-查饱和水蒸气表,在IMPa下饱和蒸汽和液体的密度分别为4=544kgnypl=887.15w3那么体积分别为:5.144m3, =-mm887.15依照题意:m _ 1 - m5.144 887.15求解得:tn=0.9942kg,即有饱和液体0.994g查饱和水蒸气表得到:在IMPa下,蒸汽和液体的焰值分别为:那么总焙值为:3-13试采用RK方程求算在227C,5MPa下气相正丁烷的剩余烯和剩余燧。解:正丁烷的临界参数为4:=425.2K,E=3.8MP4.:.-=3.869BV=5.704x1
5、0-4W3B-=Z-I一一-lnfl+-I=-1.074,即Hr=-4465.9574J/wRTbRTl5IV)A-=InP(Ya-rlnfl+-0.783,即SR=-6.510J/(w/K)3-14假设二氧化碳服RTRT2bRTx5IV)从PK状态方程,试计算5(C,10.13MPa时二氧化碳的逸度。解:二氧化碳的临界参数为:Pc=7.376IO6Pa,Tc=3042K,0.42748R2瑶5由题意知。=-=6.466PacmKmol2-=4.509A h -hB + h),BjbB,h=一,由Z=VZ:.2二0.626P第四章4-1在20C,0.1013MPa时,乙醇(1)与HzOQ)所形
6、成的溶液其体积:x2-Z2XlXl试将乙醇和水的偏摩尔体积K,匕表示为浓度X2的函数-dV解:V.=VX2()以V2=V-X1()=V+(1-X2)()d%d2dV一一乂2力一公将代入得KZ2Z2Xl将代入得-x2Z2-Z2Xl4-2某二元液体混合物在固定T及P的焰可用下式表达H=400X+600X2+X12(40X1+20x2)H单位J-mo1,确定在该温度压力状态下:用X表示的兄和H?纯组分燧Hl和比的数值无限稀释下液体的偏摩尔熠H;和解:H=400X+600X2+1X2(40x1+2X2)将X2=1X1代入上式得H=620-180X120%:H.(,)t.rXi=-18060ZfJ、dH
7、cHl=H+(1XI)-wdHcH2=HX1女I将式代入和得乩=420-60z12+40z13“2=600+40/:(2)将M=I代入式得H=400Jmol将x=0代入式得H2=600Jmol(3)将X产0代入式得/,=420Jmol1将X=l代入式得Hj=640JmolX1()4Pa下的A、&和f。解:设气体和混合物服从截尾到第二维里系数的维里反复成。查表得各物质的临界参数和偏心因子的数值见下表,设式(2-61)中的二元交互作用参数二0。Tcij/kPcij/MPaVcj(cm3/mol)ZCijcij112212267316291从上表所查出的纯物质参数的数值,用式(2-61)式(2-65)计算混合物的参数,计算结果列入表的最后一行。将表中的数据代入式(2-25a)、(2-25b)和(2-60),计算得到Bo,Bl和Bij的数值如下:UTrijBoBiBij/(cm3/mol)Il-1387220.546-1.028-1860