《化工热力学》课程作业习题（含答案）第三章 纯流体热力学性质的计算

第三章纯流体热力学性质的计算选择合适的普遍化关联方法计算1kmol丁二烯-1，3从2.53MPa、127压缩到3-1512.67MPa、227℃C时的AH、△S、△V。已知丁二烯-1，3的T。=425.0K、P。=4.32MPa、V。=0.221m3.kmol-、Q=0.181，理想气体等压热容Cp = 22.738+222.796×10-3 T-73.879×10°T2 (kJ-kmol-l.K-l)或Cp=2.735 +26.7977×10-3T-8.8861×10-6T2(K)/R_ 400P= 2.53=0.941、P,I == 0.585解：初态：T425PcT.4.326T2500P 12.67 =2.928终态：Tz=P,=1.176、T425Pe4.326初态用第二维里系数关联式较合适，终态用普遍化压缩因子关联式较合适。真实状态1真实状态2400K2.53MPa500K12.67MPa理想状态理想状态理想状态500K12.56MPa400K2.53MPa500K2.53MPa(a）使用普遍化第二维里系数计算△H,△S,0.4220.172B°=0.083-B'= 0.139 --0.383-0.084T, 16T,4.2BPz, =1+=0.752RTV=ZRT_0.7528314x10 400=0.98m -kmollP2.53×106dBo0.675dB_0.722=0.793= 0.9967,2.6dT,"T.,s?dT,I1

第三章纯流体热力学性质的计算 3-15 选择合适的普遍化关联方法计算 1kmol 丁二烯－1，3 从 、 压缩到 、 时的 53.2 MPa C 0 127 67.12 MPa C 0 227 H 、 S 、 V 。已知丁二烯－1，3 的 、 、V 、 TC  425 0. K PC  32.4 MPa 3 1  0 221. m  kmol c   181.0 ，理想气体等压热容   * 3 26 11 10879.7310796.222738.22   CP T  KkmolkJT 或 T   KT R CP 3 26 * 108861.8107977.26735.2    解：初态： 941.0 425 1 400 1  C r T T T 、 585.0 326.4 1 53.2 1  C r P P P 终态： 176.1 425 2 500 2  C r T T T 、 928.2 326.4 2 67.12 2  C r P P P 初态用第二维里系数关联式较合适，终态用普遍化压缩因子关联式较合适。 (a) 使用普遍化第二维里系数计算     11 SH 383.0 422.0 083.0 6.1 1 0  Tr B 084.0 172.0 139.0 2.4 1   Tr B 11   752.0 1 0 1 1    r r T P BB RT BP Z  3 1 6 3 1 11 1 988.0 1053.2 40010314.8752.0      kmolm P RTZ V 793.0 675.0 6.2 1 1 0  r Tr dT dB 996.0 722.0 2.5 1 1   r Tr dT Bd 1

HRdBodBROB'DRT.dTd=0.585[-0.383-0.941x0.793+0.181(-0.084-0.941×0.996)=-0.769H,R =-2716kJ.kmol-1SR( dBodB'-0.585(0.793 +0.181×0.996)=-0.569k)+0RdT,dT,JS.R = -4.734kJkmol-l.K-l"c'pdTTC(b）求理想气体从PT→P,T：T, - T,C"PmhA+BT.+4TR3已知：A=2.735,B=26.7977×10-5,C=-8.8861×10-6_T,+T,400+500=450K、Tm=-T_500-400448KTIn50022In400T,= 2.735± 26.7977 ×10- 450 ~ 8.8861×10*C"Pnth(4×4502-400×500)R3=12.987C'Pmh =107.972kJ-kmol-lC'pm = A+BTm +T TmR=2.735+26.7977×10-3×448+(-8.8861×10-×450×448)=12.949C*Pms =107.657kJ-kmol-!AH2=C Pmh(T,-T)=107.972(500-400)=10797.2kJ-RIn=107.6571n 500T2-8.3141n 12.67AS*2 =C*Pms In-=10.629kJ4002.53PT(c) 求AH,"AS,R由T,2 =1.176、Pr2=2.928查图2-14~2-20得：2

    769.0996.0941.0084.0181.0793.0941.0383.0585.0 1 1 1 0 0 1 1                    r r r r r C R dT Bd TB dT dB TBP RT H  1 1 2716  H  kmolkJ R   kJ dT Bd dT dB P R S r r r R 569.0996.0181.0793.0585.0 1 1 0 1 1              11 1 734.4  S  KkmolkJ R (b) 求理想气体从 22 ： 11  TPTP 12 * * 2 1 TT dTC C T T P Pmh      21 2 * 4 3 TTT C BTA R C am am Pmh  已知： 5 6 108861.8,107977.26,735.2   BA C  Tam 450K 2 2 21    TT  500400 、 K T T TT Tlm 448 400 500 ln 400500 ln 1 2 12        987.12 5004004504 3 108861.8 450107977.26735.2 2 6 3 *       R C Pmh * 1 972.107  C Pmh   kmolkJ   949.12448450108861.8448107977.26735.2 3 6 *     lmamlm Pms TTBTA R C * 1 657.107  C Pms   kmolkJ Pmh   TTCH  400500972.107  2.10797 kJ 12 * 2 *    kJ P P R T T CS Pms 629.10 53.2 67.12 ln314.8 400 500 ln657.107lnln 1 2 1 * 2 2 *     (c) 求 RR H S 22 由 176.1 、 Tr 2  928.2 Pr 2  查图 2-14～2-20 得： 2

(g: /r,-0(. -00、(.) =-1.15/RT(n.) -063k)、(s. / -175、 (s(s,R) = -14.55kj(6s)/ --12、 (5g -98H, -(H,") +o(H,") =-10600+0.181x(-4063)=-1135J mo-S,R = (s,")° +o(s,") = -14.55+0.181x(-9.98)= -12.74J mol-AS=AS, + S,R+S R=10.629+(-12.74)+4.734=2.623kJAH = AH, +H,R +H,R=10797.2-11335+2716=2178kJ.kmol-Z'=0.8查图2-6~2-9得：Z°=0.52ZRTV==0.2181Z =0.52+0.181×0.8=0.6648P△V=0.2181-0.988=-0.769m3

  0.3 0 2  C R RT H 、 H  kJ R 10600 0 2  、   15.1 2   C R RT H 、   H kJ R 2  4063  、   75.1 0 2  R S R 、 S  kJ R 55.14 0 2    2  2.1  R S R 、 S  kJ R 2  98.9      1 2 0 2 2 181.010600 4063 11335   HH  H molJ R R R      1 2 0 2 2 74.1298.9181.055.14    SSS molJ R R R  SSSS   kJ RR 623.2734.474.12629.10 122  1 22 1 113352.10797 2716 2178  HHHH  kmolkJ R R 查图 2-6～2-9 得： 52.0 0 Z  Z  8.0 Z   6648.08.0181.052.0 2  2181.0 P ZRT V 3 V  769.0988.02181.0 m 3