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。

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