化工热力学_高光华_第2章作业习题及答案.doc

第二章 流体的P-V-T关系 1. 已知有一个以微扰硬球斥力项修正的van der Waals方程： 式中y=b/4V。试求证a,b及通用临界压缩因子ζc为 a=1.38RTcVc b=0.5216Vc ζc=0.359 2. 设有一个总包性（或称通用性）三次型方程如下： 式中θ为一温度函数。如果方程中常数加以某种特殊规定，则可得到，如van der Waals，RK及PR等方程，试证明之。 现将压力为1bar（105Pa）和温度为25℃的氮气100L，压缩到1L，其温度为-110℃，试求终了压力。 试应用本书作者提出的立方形状态方程计算1.013×105kPa(1000atm)，0℃下氮气的压缩因子Z。已知实验值Z=2.0685。 （） 其中 并与RK方程计算结果进行比较。 已知一立方型方程如下： 试应用改良对比态原理把它变成普遍化方程； 试把该方程化成下列多项式 其中，， 试应用R-K方程及其有关修正式求算在294.3K和1.013×103kPa(10atm)以及294.3K和1.013×104kPa(100atm)下的甲烷的摩尔体积。已知实验值为： V(10atm,294.3K)=2370.27cm3?mol-1 V(100atm,294.3K)=203.07cm3?mol-1 工程设计中需要乙烷在3446kPa(34.01atm)和93.33℃下的体积数据。已查到的文献值为0.02527m3?kg-1，试应用下列诸方法进行核算： 两参数压缩因子法 三参数压缩因子法 SRK方程法 PR方程法 Berthelot维里方程法 已知氨的临界参数为Pc=11.28×103kPa(111.3atm)，Tc=405.6K，Zc=0.242，ζ=0.1951，求： （1）310K饱和液氨的体积 （2）1.013×104kPa(100atm)和310K压缩氨的体积。 试应用下述四种方法计算并与实验值进行比较： Rackett式； Yamada-Gunn式 童景山式 普遍化关联式。 已知实验值 VsL=29.14cm3?mol-1 VL=28.60cm3?mol-1 在50℃，6.08×104kPa(600atm)下由0.401（摩尔分数）的氮和0.599（摩尔分数）的乙烯组成的混和气，试由下列各方法求算混和气的体积： 理想气体定律； Amagat定律与普遍化压缩因子图； Dalton定律与普遍化压缩因子图； Kay规则。 从实验得到的Z=1.40，按此时上诉诸法进行比较。 一个体积为0.283m3的封闭贮槽，内含乙烷气体，温度290K，压力2.48×103kPa(24.5atm)。试问将乙烷加热到478K时，其压力将是多少？ 将2.03×103kPa(20atm)，478K的氨从2.83m3压缩到0.1415 m3，已知压缩后的温度为450K，试问压力是多少？ 已知有一个修正的vander Waals方程： 其中α为温度的函数 试应用此方程计算将1mol甲烷在25℃下自101kPa(1atm)连续压缩到1.03×104kPa(100atm)，所需的理论功 试应用下列方法计算0.30（摩尔分数）N2(1)和0.730（摩尔分数）n-C4H10(2)所组成的双元气体混合物在188℃，6.89×103kPa(68atm)下的摩尔体积。 理想气体定律； 舍项式维里方程； 混和规则： 已知数据 B11=14 cm3?mol-1 C111=1300 (cm3?mol-1)2 B22=-265 cm3?mol-1 C222=30250 (cm3?mol-1)2 B12= B21=-9.5cm3?mol-1 C112=4950 (cm3?mol-1)2 C122=7270 (cm3?mol-1)2 三参数法 试应用下列方程预计含43.91%（摩尔分数）甲烷（1）和56.09%（摩尔分数）正戊烷（2）的液体混合物的泡点体积及密度，并与实验值进行比较。已知体系温度和压力为：T=310.94K，p=1.033×104kPa(102atm)，已查得 Pc1=45.4atm(4600kPa) Vc1=99 cm3?mol-1 Tc1=190.6K ζ1=0.0096 Pc2=33.3atm(3374kPa) Vc2=304 cm3?mol-1 Tc2=469.6K ζ2=0.0985 Rackeet方程 童景山方程 已知实验值 Vbp=94.23cm3?mol-1 ρbp=0.5031g?cm3