[2- 1].为什么要研究流体的 pVT 关系? [2- 2].理想气体的特征是什么? [2- 3].偏心因子的概念是什么?为什么要提出这个概念?它可以直接测量吗? [2- 4].纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大,饱和蒸气的摩尔体积随着温度 的升高而减小吗? [2- 5].同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质均不同吗? [2- 6].常用的三参数的对应状态原理有哪几种? [2- 7].总结纯气体和纯液体 pVT 计算的异同。 [2- 8].简述对应状态原理。 [2- 9].如何理解混合规则?为什么要提出这个概念?有哪些类型的混合规则? [2- 10].在一个刚性的容器中,装入了 1mol 的某一纯物质,容器的体积正好等于该物质的 摩尔临界体积 Vc。如果使其加热,并沿着习题图 2-1 的 p–T 图中的 1→C → 2 的途径变化(C 是临界点)。请将该变化过程表示在 p –V 图上,并描述在加热过程中各点的状态和现象。 [2- 11].已知 SO 2 在 431K下,第二、第三Virial 系数分别为: , ,试计算: 13 kmolm159.0 ? ??=B 263 kmolm100.9 ?? ?×?=C (1 ) SO 2 在 431K、10× 10 5 Pa下的摩尔体积; (2 ) 在封闭系统内,将 1kmolSO 2 由 10× 10 5 Pa恒温(431K )可逆压缩到 75× 10 5 Pa时 所作的功。 [2- 12].试计算一个 125cm 3 的刚性容器,在 50℃和 18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克 (实验值为 17g)?分别用理想气体方程和RK 方程计算(RK 方程可以用软件计算)。 [2- 13].欲在一个 7810cm 3 的钢瓶中装入 1kg的丙烷,且在 253.2℃下工作,若钢瓶的安全 工作压力为 10MPa,问是否安全? [2-14] .试用RKS 方程计算异丁烷在 300K,3.704 × 10 5 Pa时的饱和蒸气的摩尔体积。已知 实验值为 。 133 molm10081.6 ?? ?×=V [2-15] .试分别用RK 方程及 RKS方程计算在 273K、1000×10 5 Pa下,氮的压缩因子值,已 知实验值为Z=2.0685 。 [2-16] .试用下列各种方法计算水蒸气在 107.9× 10 5 Pa、593K 下的比容,并与水蒸气表查 出的数据( )进行比较。 13 kgm01687.0 ? ?=V (1 )理想气体定律 (2 )维里方程 (3 )普遍化 RK 方程 [2- 17].试分别用(1 ) van der Waals方程;(2 ) RK方程;(3 )RKS 方程计算 273.15K时将 1 CO 2 压缩到体积为 550.1 所需要的压力。实验值为 3.090MPa。 13 molcm ? ? [2- 18].一个体积为 0.3m 3 的封闭储槽内贮乙烷,温度为 290K、压力为 25×10 5 Pa,若将乙 烷加热到 479K,试估算压力将变为多少? [2- 19].如果希望将 22.7kg的乙烯在 294K时装入 0.085m 3 的钢瓶中,问压力应为多少? [2-20] .用Pitzer 的普遍化关系式计算甲烷在 323.16K时产生的压力。已知甲烷的摩尔体积 为 1.25× 10 - 4 13 molm ? ? ,压力的实验值为 1.875×10 7 Pa。 [2- 21].试用 RK 方程计算二氧化碳和丙烷的等分子混合物在 151℃和 13.78 MPa 下的摩尔 体积。 [2- 22].混合工质的性质是人们有兴趣的研究课题。试用RKS 状态方程计算由R12 ( CCl 2 F 2 ) 和R22 ( CHClF 2 )组成的等摩尔混合工质气体在 400K和 1.0MPa, 2.0MPa, 3.0 MPa, 4.0 MPa 和 5.0 MPa时的摩尔体积。可以认为该二元混合物的相互作用参数k 12 =0 (建议自编软件计 算)。计算中所使用的临界参数如下表 组元(i ) c T /K c p / MPa ω R22( 1) 369.2 4.975 0.215 R12( 2) 385 4.224 0.176 [2- 23].试用下列方法计算由 30%(摩尔%)的氮(1 )和 70%正丁烷(2 )所组成的二元 混合物,在 462K、69 ×10 5 Pa下的摩尔体积。 (1 )使用 Pitzer 三参数压缩因子关联式 (2 )使用 RK 方程,其中参数项为: ci ci i p RT b 086640.0 = cij cij ij p TR a 5.22 427480.0 = (3 ) 使用三项维里方程,维里系数实验值为 , , ,( 6 11 1014 ? ×=B 6 22 10265 ? ×?=B 6 12 105.9 ? ×?=B B 的单位为 )。 , , , ( 的单位为 )。已知氮及正丁烷的临界参数和偏心因子为 13 molm ? ? 9 111 103.1 ? ×=C 9 222 10025.3 ? ×=C 9 112 1095.4 ? ×=C 9 122 1027.7 ? ×=C C 26 molm ? ? N 2 =126.10K , =3.394MPa , c T c p ω=0.040 nC 4 H 10 =425.12K , =3.796MPa , c T c p ω=0.199 2 [2- 24].一压缩机,每小时处理 454kg甲烷及乙烷的等摩尔混合物。气体在 50× 10 5 Pa、 422K 下离开压缩机,试问离开压缩机的气体体积流率为多少 ? 13 hcm ? ? [2- 25].H 2 和N 2 的混合物,按合成氨反应的化学计量比,加入到反应器中 322 2NH3HN =+ 混合物进反应器的压力为 600×10 5 Pa,温度为 298K,流率为 6 13 hm ? ? 。其中 15%的 N 2 转 化为NH 3 ,离开反应器的气体被分离后,未反应的气体循环使用,试计算:(1 )每小时生成 多少公斤NH 3 ? (2 ) 若反应器出口物流(含NH 3 的混合物)的压力为 550× 10 5 Pa、温度为 451K,试 问在内径D =0.05m 管内的流速为多少? [2- 26].测得天然气(摩尔组成为CH 4 84%、N 2 9%、C 2 H 6 7%)在压力 9.27MPa、温度 37.8 ℃下的平均时速为 25 13 hm ? ? 。试用下述方法计算在标准状况下的气体流速。 (1 )理想气体方程; (2 )虚拟临界参数; (3 )Dalton 定律和普遍化压缩因子图; (4 )Amagat 定律和普遍化压缩因子图。 [2- 27].试分别用下述方法计算CO 2 (1 )和丙烷(2 )以 3.5: 6.5 的摩尔比混合的混合物在 400K和 13.78MPa下的摩尔体积。 (1 )RK 方程,采用 Prausnitz 建议的混合规则(令 =0.1 ) ij k (2 )Pitzer 的普遍化压缩因子关系数。 [2- 28].试计算甲烷(1 )、丙烷(2 )及正戊烷(3 )的等摩尔三元体系在 373K 下的 B 值。 已知 373K 温度下 13 11 molcm20 ? ??=B , , 13 22 molcm241 ? ??=B 13 33 molcm241 ? ??=B 13 12 molcm75 ? ??=B , , 13 13 molcm122 ? ??=B 13 23 molcm399 ? ??=B [2- 29].试计算混合物CO 2 (1 )- n-C 4 H 10 (2 )在 344.26K和 6.48MPa时的液体体积。已知 混合物中CO 2 的摩尔分数为x 1 =0.502,液体摩尔体积的实验值为 molm10913.9 35 ?×= ?l V 3