化工热力学复习资料.docx
化工执力当其法章作业解率2.1试用下述三种方法计算673K,4.0531.Pa下甲烷气体的摩尔体枳，(I)用走向气体方程：(2)用R-K方程；(3)用普连化关系式解(I)用志向气体方程(2.4)RTV三=1.381×10Wmo,P(2)用RK方程(2-6)从附录二查的甲烷的界兹和偏心因子为Tc=190.6K,Pc=4.6(M)Mpa,=0.008WTc,PC值代入式(2-7a)式(2-7b)0.42748x(8.3I4)2x(I90.654.6XW=3.224PamtK*sno2三2.9X7×10jm'mo,将有关的已知值代入式26)4.053×IOft=3224(673产V(V+2.987X1(尸)迭代解得V=1390×10jm,mo1.,I注，用式2-22和式2-25迭代得/然后用PV=ZRT求V也可P,4.053x10"4.6XIocG)用，通化关系式=0.881因为俵状态点落在图2.9曲线上方，故采纳普通化其次雉里系数法.由式(2-Ua)、式(2T4b)求出B1,和B1B*=0.0X3-0.422T,a=0.083.0.422(3.53),6=0.0269B1=0.139-0.172r42=0.139-0.172(3.53)4j三O.B8代入式(2-43)BPc-=+1.it=0.()269+0.()()8×().138=0.0281Kc”,由式(2-42)得OQI1.+O.O281.×-=1.(X)73.53V-1390×103m'mo1.1.2.2试分别用(DVanderWaaIs,(2)R-K,(3)SRK方程计算273.15K时将CO：压缩到比体积为550.kn,m。所融的压力.ttM3.090MPa解，从附录二查得CCh得修界弁数和偏心因子为Tc3(M.2KPc三7376MPa-0.225(1) Van<1erWaa1.s方程式中3.65«×IOyMPacm6mo227x(8.314)7376=6.466×IOftMPaCmC.Kg.m1.3*=29.71cm'mc>,则得=3137MPa(273.15严×(55().1)×(550.1+29.71)yH=×1.(M)¼=-1.52x(3O4.2)264×7.376=三42.X6cm'nw,则得=3.268Mpa混差%=X100%=-5.76%(2) R-KRTaV-T,V(V+b)6.466XIO60.42748X(8.314尸X(304.2)”V=RTP=8JI4×IO5X64A/IO3=O.5I9m,kmo1.=0.02XXm'kg,%=0.0232-OQ288X1.Oo%.如%0.0232(b)RK方程为便于遂代，采纳下列形式的RK方程：z=T-WH.TJ（八）式中0.42748X(8314X10j)2(647.3)isJ,=14.29MPam*K5kmo1.222.050.08664x8.314x103×647.3,=0.02115mj1.kmo,22.0514.29=;TT=49840.021I5×(8.3I4×I0j)×(643),s=5.956X1.O-,MPa1RT将上述有关值分别代入式（八）和(B)W：Z=-4.9841.-=(D)利用式(C)和式(D)迭代求解得:Z=0.X154因此0.8154x8.314Mx64310.3=0.4232m'kmo,=0.02351m'kg(C)普通化关系式TT643Tr=0.993Tc647.3j=3=0,467Pc22.05由于对比工度和对比压力所代表的点位于图2-9的曲线上方,故用普造化其次维里系敷关系式计算.夕=O°83-爸=0.083-嬴f7=344B'=0.139-0.1724.20=0.139-=-0.0382(0.993严由式(2-43)5-=o+,=-0.344+().344×<-0.0382)=-0.357RT将有关数据代入式(2.42)«.Z="*"(豹仔卜鬻加2V=空J0832x831.4>d(晨643=。你m>.km"5024m,.叱P103瞑差=-3.4S%2.4祓分别用下述方法计算COi(I)和丙烷(2)以3.5：6.5的摩尔比混合的混合物在WOK和13.781Pa下的摩尔体积.(ORed1.iCh-Kw<>n方程，采IAPnIUSni1.,建议的混合规J1.1.(令ku=0.1)t(2) PiUCr的普速化压因子关系式.解(I)RedUCh-Kwcng方程由附录二杳得CO；和丙燎的临界弁数值，把这些值代入式(2-53)一式(2.57)以及和,得出如下结果，ijTcijZKPcjMPaVdMmJkmo1.1.>ZCUjb1./(m5kmo1.1.)a1.j(MPam'K1.,-5kmo-)I1.304.273760.09400.2740.2250.02976.47022369.84.2460.20300.2810.1520.062818.31512301.94.91«0.14160.2780.1859.519混合物常数由式(2-58)和2-59)求出tb,=yIb1+y2b2=035×0.0297+4).65×0.062«=0.0512m,km«1.'am=y+2y)iaj+y.ja22=O.352×6.47(H2×035×0.65×9,519+0.652×1X.315I2J<62MPam6K1.,fkmo1.2先用R-K方程的另一形式来计算Z值式中(B)巴鲍_37770.0512(8.3I4x0j)×(4)m'=0.2122RT将和”的值分别代入式（八）和(B)RT(C)联立式(C)和式(D)迭代求解得1Z=O.5688,h=0.3731因此=0.137m*kmo1.0.5688x8.314x1()5×4(X)13.78(3) PitZer的#加化压缩因子关系式求出海合物的唧修界常数：T<m=yT<n+yjTcu=0J5×304.2+0.65×369.8=546.8KP<-=yP<+y2P<22=035×7J76+0.65×4.246=5342MpaTrm=1.15H=258在此对比条件下，从图2-7和图2再查得Z41和Z1.值，Zc-0.4XW,Z三O.O253=y-)=yI1+j2,=0.35×0.225+0.65×0.152=0.173由式(2-38)Z=Z11+Z=0.4X0+0.173×0.025=0.484由此得.ZRT0.484×8.314×10X400、V=0.117m,kmo,P13.78化工急力学第三幸作业斛琴3.1 试证明同一志向气体在TS图上，(D任何二等压线在相同温度时有相同斜率；(2)任何二等容线在相同温度时有相同斜率.证：(1)Maxwe1.1.能量方程导数式：对志向气体d1.1.=CiT(2)结合式(D与2)得：对同一志向气体，G值只与温度有关，不随压力而改变，所以相同温度时T/Cp为一常量，在T-S图上任何二等压线其斜率相同。(2) MaXWeH能址方程导数式:(3)又因为：dU=GdT(4)所以：对同一志向气体，CV只是温度的函数，即在相同温度下CV值相等，T/Cv为一常地，在相同温度时仃相同斜率。3.2 试用普迨化方法计算丙烷气体在378K、0.507MPa下的剜余稔与禽.解：由附录二查得丙烷Tc=369.8K,Pc=4.246MPa.=0.152KhTr=378/369.8=1.022Pr=OSO7/4.246=0.119此状态位于图2-1曲线上方，故采纳普遍化其次维里系数法计算丙烷的剩余拈与婿小由-詈=。.。83一爵=325B'=0.139-0.172017，=0.139一一二,一T1.O1.8(1.022严=0.638曲>0.6750.675万一T:26=(1.022)26幽=%=¾=0645附T,52(1.022尸由式（3-61）H"RT,中-吟W一嚼）=O.1I9-O325-I.O220.638+0.152(-0.018-1.022×0.645)=0.119-0.9770+0.152(-0.6772)=-0.1258：.HH=-0.1285×8.314X369.8=395Jn11>'由式(3-62)-=-P,R(IB')(IB'+<附附=-4).119(0.638+0.152x0.645)/.Sft=-0.088x8.314=-0.732Jtno1.'K=-0.0883.3 已知633K、9.8X1.O4Pa下水的均为57497Jmo1.。运用R-K方程求算633K、9.8MPa下水的始值.(已知文献值为53359Jmo1.%因水为极性物质，RK方程中介数取a=,b=)解:从附录二查得Tc=647.3K.Pc=22.O5MPa则：Tr=633e17.3=0.978Pr=9.822.05=0.44O.438O82Ts(0.43808)(8.314)2(M73)25,”皿<.1a=J=i-=1.4641.0MPacm6K°'mo1.'2pt22.05u(0.()8143X8.314)(647.3)Sor1.1.b=三-=19.87cm5mo1.-122.05将ab值代入方程式(2-6)得：9.8=一解得V=431.2cm'mo1.按式(2-22)和(2-25)要求,先求出h和AZBh=4a1.464x10'Uuy=r=r=5.565I1-0.0461BbRT's19.87x8.314x633's=0.8031由式（3-56）得j=z.>%n/空R1.2BZ)=0.8031-1-×5.565×In(1+0.()461.)=-O.5731H-/*=(-O.5731)X8.314×633=-3016Jmo,/=7*-3OI6=57497-3OI6=5448IJmo1.1已知文献值为53359Jmo1.,53359-544B1x1()()%=_211%53359以上结果表明以燧差值计算误差还是相当大的，说明这只能作为工程估算。3.4温度为232P的饱和蒸气和水的混合物处于平衡,假如混合相的比容是0.04166m3-kg-1.试用蒸气表中的数据计算；(1)混合相中蒸气的含量.(2)混合相的
