[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