化工热力学(第三版)课后答案_朱自强

1 第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1 试分别用下述方法求出400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中 B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积idV为 33168.314(400273.15)1.381 104.053 10idRTVmmolp （2） 用RK 方程求摩尔体积 将 RK 方程稍加变形，可写为 0.5()()RTa VbVbpTpV Vb （E1） 其中 22.50.427480.08664ccccR TapRTbp 从附表 1 查得甲烷的临界温度和压力分别为cT =190.6K, cp =4.60MPa，将它们代入 a, b 表达式得 22.56-20.560.42748 8.314190.63.2217mPa molK4.60 10a 53160.086648.314 190.62.9846 104.60 10bmmol 以理想气体状态方程求得的idV为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.152.9846 104.053 10V 350.563353.2217(1.381 102.9846 10 )673.154.053 101.381 10(1.381 102.9846 10 ) 3553311.381 102.9846 102.1246 101.3896 10 mmol 第二次迭代得2V 为 2 353520.563353553313.2217(1.3896 102.9846 10 )1.381 102.9846 10673.154.053 101.3896 10(1.3896 102.9846 10 )1.381 102.9846 102.1120 101.3897 10Vmmol1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近似为 3311.390 10Vmmol （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RTa VbVbppV Vbpb Vb （E2） 式中 220.45724ccR Tap 0.07780ccRTbp 0.520.51(0.374641.542260.26992)(1)rT  从附表1 查得甲烷的 =0.008。 将cT 与 代入上式 0.520.5673.151 (0.374641.542260.0080.269920.008 )(1 ())190.60.659747  0.435266  用cp 、cT 和 求a 和b， 226268.314190.60.457240.4352660.108644.60 10amPa mol  53168.314 190.60.077802.68012 104.60 10bmmol...