题目
458 2.326 10 59.458 9.458 2.326 10 10 2.326 9.458 2.326 10 1019.00MPaVr Vc 9.458 10 57.25 10 5 1.305<2 适用普压法,迭代进行计算,方法同1-1(3)(5) 普遍化关系式 ∵2-6.试计算含有30%(摩尔分数)氮气(1)和70%(摩尔分数)正丁烷(2)气体混合物7g,在188℃、6.888MPa条件下的体积。已知B11=14cm3/mol,B22=-265cm3/mol,B12=-9.5cm3/mol。 解:Bm22y1B11 2y1y2B12 y2B220.32 14 2 0.3 0.7 9.5 0.72 265 132.58cm3/molZm 1BmPPVRTRT→V(摩尔体积)=4.24×10-4m3/mol假设气体混合物总的摩尔数为n,则0.3n×28+0.7n×58=7→n=0.1429mol∴V= n×V(摩尔体积)=0.1429×4.24×10-4=60.57 cm32-8.试用R-K方程和SRK方程计算273K、101.3MPa下氮的压缩因子。已知实验值为2.0685 解:适用EOS的普遍化形式查附录二得NH3的临界参数:Tc=126.2K Pc=3.394MPa ω=0.04 (1)R-K方程的普遍化R2Tc2.58.3142 126.22.5a 0.***** 0.***** 1.5577Pa m6 K0.5 mol 2 6Pc3.394 10b 0.08664RTc8.314 126.2 53 10.08664 2.678 10m mol 6Pc3.394 10此文档为教材配套的课后习题答案AaPR2T2.5BbPRTAa1.5577 1.551 BbRT1.52.678 10 5 8.314 2731.5BbbP2.678 10 5 101.3 1061.1952 ∴h ① ZVZRTZ 8.314 273ZZ1A h 1 h1.551 ② 1 hB 1 h 1 h1 h①、②两式联立,迭代求解压缩因子Z (2)SRK方程的普遍化Tr Tc 2.163m 0.480 1.574 0.176 2 0.480 1.574 0.04 0.176 0.042 0.5427*****.50.5T 1 m 1 Tr 1 0.5427 1 2.163 0.2563 Tr2.163R2Tc28.3142 126.22.5a 0.***** T 0.***** 0.2563 0.3992Pa m6 K0.5 mol 2 6Pc3.394 10b 0.08664RTc8.314 126.2 53 10.08664 2.678 10m mol6Pc3.394 10Aa0.39920.3975 1.5 51.5BbRT2.678 10 8.314 273BbbP2.678 10 5 101.3 1061.1952∴h ① ZVZRTZ 8.314 273ZZ1A h 1 h0.3975 ② 1 hB 1 h 1 h 1 h①、②两式联立,迭代求解压缩因子Z第三章3-1. 物质的体积膨胀系数 和等温压缩系数k的定义分别为:1 V 。试导出服从1 V ,k V P TV T PVander Waals状态方程的 和k的表达式。 解:Van der waals 方程PRTa2 V bV由Z=f(x,y)的性质 z x y 1得 P V T 1V T T PV x y y z z xP又 P 2a3RTV TVV b2PT VRV b此文档为教材配套的课后习题答案RT V V b所以 2a 1 3 2 V b V T PRRV3 V b V 23T PRTV 2a V b故 1 VRV2 V b RTV 2a V b3V T PV2 V b 1 V k 3V P TRTV 2a V b3-2. 某理想气体借活塞之助装于钢瓶中,压力为34.45MPa,温度为93℃,反抗一恒定的外压力3.45 MPa而等温膨胀,直到两倍于其初始容积为止,试计算此过程之 U、 H、 S、 A、 G、2TdS、pdV、Q和W。
458 2.326 10 59.458 9.458 2.326 10 10 2.326 9.458 2.326 10 1019.00MPaVr Vc 9.458 10 57.25 10 5 1.305<2 适用普压法,迭代进行计算,方法同1-1(3)(5) 普遍化关系式 ∵2-6.试计算含有30%(摩尔分数)氮气(1)和70%(摩尔分数)正丁烷(2)气体混合物7g,在188℃、6.888MPa条件下的体积。已知B11=14cm3/mol,B22=-265cm3/mol,B12=-9.5cm3/mol。 解:Bm22y1B11 2y1y2B12 y2B220.32 14 2 0.3 0.7 9.5 0.72 265 132.58cm3/molZm 1BmPPVRTRT→V(摩尔体积)=4.24×10-4m3/mol假设气体混合物总的摩尔数为n,则0.3n×28+0.7n×58=7→n=0.1429mol∴V= n×V(摩尔体积)=0.1429×4.24×10-4=60.57 cm32-8.试用R-K方程和SRK方程计算273K、101.3MPa下氮的压缩因子。已知实验值为2.0685 解:适用EOS的普遍化形式查附录二得NH3的临界参数:Tc=126.2K Pc=3.394MPa ω=0.04 (1)R-K方程的普遍化R2Tc2.58.3142 126.22.5a 0.***** 0.***** 1.5577Pa m6 K0.5 mol 2 6Pc3.394 10b 0.08664RTc8.314 126.2 53 10.08664 2.678 10m mol 6Pc3.394 10此文档为教材配套的课后习题答案AaPR2T2.5BbPRTAa1.5577 1.551 BbRT1.52.678 10 5 8.314 2731.5BbbP2.678 10 5 101.3 1061.1952 ∴h ① ZVZRTZ 8.314 273ZZ1A h 1 h1.551 ② 1 hB 1 h 1 h1 h①、②两式联立,迭代求解压缩因子Z (2)SRK方程的普遍化Tr Tc 2.163m 0.480 1.574 0.176 2 0.480 1.574 0.04 0.176 0.042 0.5427*****.50.5T 1 m 1 Tr 1 0.5427 1 2.163 0.2563 Tr2.163R2Tc28.3142 126.22.5a 0.***** T 0.***** 0.2563 0.3992Pa m6 K0.5 mol 2 6Pc3.394 10b 0.08664RTc8.314 126.2 53 10.08664 2.678 10m mol6Pc3.394 10Aa0.39920.3975 1.5 51.5BbRT2.678 10 8.314 273BbbP2.678 10 5 101.3 1061.1952∴h ① ZVZRTZ 8.314 273ZZ1A h 1 h0.3975 ② 1 hB 1 h 1 h 1 h①、②两式联立,迭代求解压缩因子Z第三章3-1. 物质的体积膨胀系数 和等温压缩系数k的定义分别为:1 V 。试导出服从1 V ,k V P TV T PVander Waals状态方程的 和k的表达式。 解:Van der waals 方程PRTa2 V bV由Z=f(x,y)的性质 z x y 1得 P V T 1V T T PV x y y z z xP又 P 2a3RTV TVV b2PT VRV b此文档为教材配套的课后习题答案RT V V b所以 2a 1 3 2 V b V T PRRV3 V b V 23T PRTV 2a V b故 1 VRV2 V b RTV 2a V b3V T PV2 V b 1 V k 3V P TRTV 2a V b3-2. 某理想气体借活塞之助装于钢瓶中,压力为34.45MPa,温度为93℃,反抗一恒定的外压力3.45 MPa而等温膨胀,直到两倍于其初始容积为止,试计算此过程之 U、 H、 S、 A、 G、2TdS、pdV、Q和W。
题目解答
答案
解:理想气体等温过程, U=0、 H=0 ∴ Q=-W=pdV pdVV1V22V1V1RTdV RTln2=2109.2 J/mol V∴ W=-2109.2 J/mol 又dS CPR V dT V理想气体等温膨胀过程dT=0、 dP TPT T P P∴dSRdP PS2P2S1P1P2P1∴S dS R dlnP RlnPK) Rln2=5.763J/(molA U T S=-366×5.763=-2109.26 J/(molK)G H T S A=-2109.26 J/(molK)K) TdS T S A=-2109.26 J/(molpdV pdVV1V22V1V1RTdV RTln2=2109.2 J/mol V3、