第六章误差:2-3.生产半水煤气时,煤气发生炉在吹风阶段的某种情况下,76%(摩尔分数)的碳生成二氧化碳,其余的生成一氧化碳。试计算:(1)含碳量为81.38%的100kg的焦炭能生成1.1013MPa、303K的吹风气若干立方米?(2)所得吹风气的组成和各气体分压。
第六章
误差:
2-3.生产半水煤气时,煤气发生炉在吹风阶段的某种情况下,76%(摩尔分数)的碳生成二氧化碳,其余的生成一氧化碳。试计算:(1)含碳量为81.38%的100kg的焦炭能生成1.1013MPa、303K的吹风气若干立方米?(2)所得吹风气的组成和各气体分压。
题目解答
答案
解:查附录二得混合气中各组分的临界参数:
一氧化碳(1):Tc=132.9K Pc=3.496MPa Vc=93.1 cm3/mol ω=0.049 Zc=0.295
二氧化碳(2):Tc=304.2K Pc=7.376MPa Vc=94.0 cm3/mol ω=0.225 Zc=0.274
又y1=0.24,y2=0.76
∴(1)由Kay规则计算得:
—普维法
利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算
又
∴
∴
∴
→V=0.02486m3/mol
∴V总=n V=100×103×81.38%/12×0.02486=168.58m3
(2) 
2-4.将压力为2.03MPa、温度为477K条件下的2.83m3NH3压缩到0.142 m3,若压缩后温度448.6K,则其压力为若干?分别用下述方法计算:(1)Vander Waals方程;(2)Redlich-Kwang方程;(3)Peng-Robinson方程;(4)普遍化关系式。
解:查附录二得NH3的临界参数:Tc=405.6K Pc=11.28MPa Vc=72.5 cm3/mol ω=0.250
(1) 求取气体的摩尔体积
对于状态Ⅰ:P=2.03 MPa、T=447K、V=2.83 m3
—普维法
∴
→V=1.885×10-3m3/mol
∴n=2.83m3/1.885×10-3m3/mol=1501mol
对于状态Ⅱ:摩尔体积V=0.142 m3/1501mol=9.458×10-5m3/mol T=448.6K
(2) Vander Waals方程
(3) Redlich-Kwang方程
(4) Peng-Robinson方程
∵
∴
∴
(5) 普遍化关系式
∵ 
<2 适用普压法,迭代进行计算,方法同1-1(3)
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:
→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 cm3
2-8.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
∴
①
②
①、②两式联立,迭代求解压缩因子Z
(2)SRK方程的普遍化
∴ ①
②
①、②两式联立,迭代求解压缩因子Z