2-1.使用下述方法计算lkmol甲烷贮存在体积为0.1246m3、温度为50°C的容器中产生的压力：(1)理想气 体方程；(2) R-K 方程；(3)普遍化关系式解：甲烷的摩尔体积 V=0.1246 m3/1kmol=124.6 cm3/mol查附录二得甲烷的临界参数：Tc=190.6K Pc=4.600MPa Vc=99 cm3/mol ®=0.008(1) 理想气体方程p=RT/V=8.314x323.15/124.6x10-6=21.56MPa(2) R-K 方程R2T2.5 8.3142 x 190.62.5a 二 0.42748 c 二 0.42748 - 二 3.222Pa - m6 - K0.5 - mol-2P 4.6 x 106cj-y rTi Q Q 1 /I 1b 二 0.08664 RTc 二 0.08664 8——X―二 2.985 x 10-5m3 - mol-1P 4.6 x 106c• P = -R^ - f 、… V - b T0.5V(V + b)_ 8.314 x 323.15 3.222-(12.46 - 2.985)x 10-5 _ 323.150.5 x 12.46 x 10-5 (12.46 + 2.985)x 10-5 =19.04MPa(3) 普遍化关系式T 二 T T 二 323.15190.6 二 1.695 V 二 V/V 二 124.6 99 二 1.259 <2r c r c•利用普压法计算，ZRTZ = Z 0 + 1PPcrPVPV4.6 x 1°6 x 1246 x 1°-5 p = 0.2133P 8.314 x 323.15 r r迭代：令 Z0=1-Pr0=4.687 又 Tr=1.695,查附录三得：Z0=0.8938 Z1=0.4623Z = Z 0 +eZ1 =0.8938+0.008x0.4623=0.8975此时，P=PcPr=4.6x4.687=21.56MPa同理，取Z]=0.8975依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z值相差很小，迭代结束，得Z和P 的值。
• P=19.22MPa2-2.分别使用理想气体方程和 Pitzer 普遍化关系式计算 510K、 2.5MPa 正丁烷的摩尔体积已知实验值为 1480.7cm3/mol解：查附录二得正丁烷的临界参数：Tc=425.2K Pc=3.800MPa Vc=99 cm3/mol ®=0.1931)理想气体方程V=RT/P=8.314x510/2.5x106=1.696x10-3m3/mol1.696一1.4807误差. x 100% = 14.54%误差： 1.48072)Pitzer 普遍化关系式对比参数：T = TT = 510/425.2 =1.199 P = pp = 2.5.：38 = 0.6579 —普维法r c r c0.422 0.422B0 二 0.083 - 0—二 0.083 - ——二-0.2326T 1.6 1.1991.6r0.172 0.172B1 二 0.139 --一 二 0.139 — ——二一0.05874T4.2 1.1994.2rBPF = B0 +° B1 =-0.2326+0.193x0.05874=-0.2213RTcBP BP PZ = 1 + = 1 + CT^T =1-0.2213x0.6579/1.199=0.8786RT RT TcrPV=ZRT—V= ZRT/P=0.8786x8.314x510/2.5x106=1.49x10-3 m3/mol1.49 一1.4807误差. x 100% = 0.63%误差： 1.48072-3.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二氧化碳(2)： Tc=304.2K又 y1=0.24，y2=0.76.•.(1)由Kay规则计算得：T 二工 y T 二 0.24 x 132.9 + 0.76 x 304.2 二 263.1Kcm i ciPc=3.496MPa cPc=7.376MPacV =93.1 cm3/mol ®=0.049 cV =94.0 cm3/mol 3=0.225 cZc=0.295 cZc=0.274cP =£ y P = 0.24 x 3.496 + 0.76 x 7.376 = 6.445MPacm i ciiT = T T = 303263.1 = 1.15 P = P P = 0.1011.445 = 0.0157 —普维法rm ' cm -rmcm利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算0.422 0.422B 0 = 0.083 一 — = 0.083 一 — -1 T1.6 (303 132.9入6二一0.029890.172B1 二 0.139 一 二 0.139 一 二 0.13361 T1.2 (303'132.9人20.172Bn =牛(B10 +01)= J02989 + 0・049 x °1336)=-7・378 x 10-6c1Bo = 0.083 -20.422 0.422二一 =0.083 - 二一 =-0.3417 牛 (303304.2入6B120.172 0.172=0.139 - = 0.139 - = -0.03588T 4.2 (303'304.2人2r 2B22=RT2(B0 +0 B1 )= 8旳4 x 304.2 (-0.3417 -0.225 x0.03588)= -119.93x 10-62 2 2又Tjijc ~Pc2=(T T )0.5 = (132.9 x 304.2)0.5 = 201.068K ci cj7.376 x 106Vcij'V13 +—c1 1 2V13 )3 ( 93.113 + 94.013)3=93.55cm 3 / molZcijcij0 295 + 0 2740295 十 0.274 = 0.2845Z + Z2 20 +0 0.295+0.225=t 2 = = 0.1372■ccijP = Z RT /V = 0.2845 x 8.314 x 201.068/ (93.55x10-6 )= 5.0838MPa cij cij cijT = TT = 303 201.068 = 1.507rij ' cijcijP = PP = 0.10135.0838 = 0.0199 rj ' cijB0120.422 0.422=0.083 - 0— = 0.083 - ——=-0.136T1.6 1.5071.6r12B1120.172 0.172=0.139 - -— = 0.139 ——.——=0.1083T 4.2 1.5074.2r12:.B12R£12(B0 +0 B1 )= 8.314x201.068(-0.136 + 0.137x0.1083)=-39.84x 10-6P 12 12 12 c125.0838x106B=my 2 B + 2 y y B + y 2 B1 11 1 2 12 2 22=0.242 x (-7.378 x 10-6)+ 2 x 0.24 x 0.76 x(-39.84 x 10-6)+ 0.762 x (-119.93 x 10-6 )= -84.27 x 10-6cm3 /mol.Z = 1 + 雪=算 7=0.02486m3/molm RT RT.•.V 石n V=100x103x81.38%/12x0.02486=168.58m3 总Z 0.295⑵ P = yP^1 = 0.24x0.1013 = 0.025MPa(2) 1 1 Z 0.2845mZ 0.274P 二 y P-c2 二 0.76 x 0.1013 二 0.074MPa2 2 - 0.2845m2-4.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 e=025O(1) 求取气体的摩尔体积对于状态I： P=2.03 MPa、T=447K、V=2.83 m3T 二 T T 二 477:405.6 二 1.176 P 二 P P = 2.0311.28 二 0.18 —普维法r c r ' c0.422 0.422• B 0 = 0.083 - 0— = 0.083 - ——=-0.2426•• T 1.6 1.1761.6r0.172 0.172B1 = 0.139 - — = 0.139 — ——=0.05194T4.2 1.1764.2BPRTcr=B 0 +o B1 = -0.2426 + 0.25 x 0.05194 = -0.2296BP PV BP Pf V=1.885x10-3m3/mol—=1 + = = 1 + c rRT RT RT Tcr•. n=2.83m3/1.885x10-3m3/mol=1501mol对于状态 II：摩尔体积 V=0.142 m3/1501mol=9.458x10-5m3/mol T=448.6K⑵ Vander Waals 方程27R2T2a = l64 Pc27 x 8.3142 x 405.6264 x 11.28 x 106=0.4253Pa - m 6 - mol -2RTc8 P8.314 x 405.68 x 11.28 x 106=3.737 x 10-5m3 - mol-18.314 x 448.60.4253 \ = 17.65MPa.737 x 10-5 丿P =竺 = ,V - b V 2 (9.458 — 3.737)x 10-5(3) Redlich-Kwang 方程R2T2.5 8.3142x405.62.5a = 0.42748―l = 0.42748 - = 8.679Pa - m6 - K0.5 - mol-2P 11.28 x 106cRT 8.314x405.6b = 0.08664 c = 0.08664 = 2.59 x 10-5m3 - mol-1P 11.28 x 1068.314 x 448.68.679P = V — b - T0.5V (y + b) =(9.458 - 2.。