化工热力学习题参考答案(第三版)
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第二章 P58
2-1 求温度673.15K 、压力4.053MPa 的甲烷气体摩尔体积。 解:(a )理想气体方程
1
3
3
6
10
381.110
053.415.673314.8--⋅⋅⋅=⋅⋅=
=
⇒=mol
m
p
RT V RT pV
(b )用R-K 方程
① 查表求c T 、c p ;② 计算a 、b ;③ 利用迭代法计算V 。
()
()()1
3
3
11
3
3
0110
3896.110381.1--+--+⋅⋅⋅=⋅
⋅⋅⋅⋅⋅=+⋅⋅--
+=
+⋅⋅-
-=
mol
m V mol
m V b V V T b V a b p
RT V b V V T a b V RT p i i i i i
(c )用PR 方程
步骤同(b ),计算结果:1
3
3
110
3893.1--+⋅⋅⋅=mol
m
V i 。
(d )利用维里截断式
2
.41
6
.10
1
172.0139.0422.0083.0111r
r
r
r r
r r
r c
c T B
T B
T p B T p B
T p RT Bp RT Bp RT
pV Z -
=-=⋅
⋅+⋅
+=⋅
+
=+
==
ω
查表可计算r p 、r T 、0B 、1B 和Z 由1
3
3
10
391.1--⋅⋅⋅==
⇒=mol
m
p
ZRT V RT
pV Z
2-2 V=0.5 m 3,耐压2.7 MPa 容器。规定丙烷在T=400.15K 时,p<1.35MPa 。求可充丙烷多少千克? 解:(a )用理想气体方程
1
3
6
948.815
.400314.85
.010
35.10441.0--⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=
=
⇒=
⇒=mol
m
RT
MpV m RT M
m pV nRT
pV (b )用R-K 方程
① 查表求c T 、c p ;② 计算a 、b ;③ 利用迭代法计算V 。
()
()()1
33
11
3
3
0110
241.210464.2--+--+⋅⋅⋅=⋅
⋅⋅⋅⋅⋅=+⋅⋅--
+=
+⋅⋅-
-=
mol
m V mol
m
V b V V T b V a b p
RT V b V V T a b V RT p i i i i i
则可充丙烷质量计算如下:
kg
M V V M n m i ⋅=⋅⋅=
⋅=
⋅=-+838.910
241.25.00441.03
1
(c )利用维里截断式:
2
.41
6
.10
1
172.0139.0422.0083.0111r
r
r
r r
r r
r c
c m
T B
T B
T p B T p B
T p RT Bp RT
Bp RT
pV Z -
=-
=⋅
⋅+⋅
+=⋅
+
=+
==
ω
查表可计算r p 、r T 、0B 、1B 和Z 由1
3
3
6
10
257.210
35.115
.400314.8916.0--⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=
⇒=mol
m
V RT
pV Z
m m
则可充丙烷质量计算如下:
kg
M V V M n m i ⋅=⋅⋅=
⋅=
⋅=-+77.910
257.25.00441.03
1
2-4 V=1.213 m 3,乙醇45.40 kg ,T=500.15K ,求压力。 解:(a )理想气体状态方程
MPa
V
RT M
m V
nRT p ⋅=⋅⋅
=⋅==
383.3213
.115
.500314.846
40.45
(b )用R-K 方程
a 0.42748R 2
⋅T C
2.5
⋅P C
28.039
b
0.08664R ⋅T C
⋅P C
0.058
()
MPa
p kmol
m
n V V b V V T a
b V RT p m m m m ⋅=⋅⋅==
=
+⋅⋅-
-=
-759.2229.146
/40.45213.11
3