2-1. 试分别用下述三种方法求出、下甲烷气体的摩尔体积。(a)
用理想气体方程;(b)用R-K方程;(c)用维里截断式(2-7)。其中B用皮策的普遍化关联法计算。
解:(1)用理想气体方程:
Vm== =0.00138m·mol
(2)用R—K方程:
查附表1:甲烷的TC=190.6K,PC=4.60MP,ω=0.008
=3.22170×106m6·Pa·kmol-2·K0.5 =0.029847m3·kmol-1
3
-1
a= b=
迭代:将
代入得
,
反复迭代,迭代三次。
(3)用维里截断式(2—7),B用皮策的普遍化关联法计算:
,
式(2—7):
2-2. 某含有丙烷的
器的丙烷在
的容器具有
的耐压极限。出于安全考虑,规定进容
温度下,其压力不得超过耐压极限的一半。试求可以充进容器的
。
丙烷为多少千克?已知丙烷的摩尔质量为
解:(1)用理想气体方程求,
(2)用普遍化R—K方程求, 查附表1:丙烷
迭代求Z:
得:Z=0.9094
2—3 试根据 R—K方程(式2-10)导出常数a、b与临界常数的关系式(式(2-15)
和式(2-16))。
由(1)式:
由(2)式:两式相比:
则:
所以:
代入
得:
代入R—K方程:
所以:
2-4 某反应器容积为
,内有
;
乙醇蒸汽温度为
。试分别用下述三
种方法求出反应器的压力。已知实验值为用R-K方程;(c)用维里截断式(2-7)。
解:(1)用理想气体方程
。(a)用理想气体方程;(b)
误差:
(2)用R—K方程 乙醇:
,
误差:
(3)用三参数普遍化关联 (
用维里方程关联,
)
,
,
,
查图2-6…2-8:
误差:
时,试推导以下两个极限斜率的关系式:
2-5 某气体符合R—K方程,在温度高于当
(a),(b) 。两式中应包含温度T和R-K方程的常数a 或
b。(提示: )
解:因R—K是以P为因变量的关系式,故所求导数需计算如下:
………………………(1)
R—K方程可写成两种形式:
由以上方程可求得:
、
………………(2)
将(2)(3)式代入(1)式,整理后得:
……………(3)
………(4)
由(4)得到:、
2-6 试分别用普遍化R—K方程与SRK方程求算丁烷蒸汽在350K、
子。已知实验值为0.7731。 解:(1)用普遍化R—K方程
,
,
下的压缩因
,
迭代:取初值
迭代七次, 误差:
(2)用SRK方程:
迭代:取初值
迭代六次:
2-7 试用下列三种方法计算
误差:、
水蒸气的Z与V。(1)用维里截断式(2-8),
和
已知第二和第三维里系数实验值为
;(2)用维里截断式2-7,其中B用皮策的普遍化关联
法计算;(3) 用水蒸气表计算。
解:(1)用维里截断式(2-8)
,