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