即流体通过阀门或孔板的节流过程为等烩流动。节流膨胀后往往会使流体的温度下降。例丙烷气体在2MPa、400K时稳流经过某节流装置后减压至0.1MPa。试求丙烷节流后的温度与节流过程的熵变。[解]对于等焰过程,恰变可写成AH =C,*(T, -T)+HR- HR=0
即流体通过阀门或孔板的节流过程为等焓流动。节流膨 胀后往往会使流体的温度下降。 例 丙烷气体在2MPa、400K时稳流经过某节流装置后 减压至0.1MPa。试求丙烷节流后的温度与节流过程的熵变。 对于等焓过程,焓变可写成 = 0 [解] ( ) R R H = CP T2 − T1 + H2 − H1
已知终压为0.1MPa,假定此状态下丙烷为理想气体即HR=O,由上式可给出HRT+ T(A)pmh查附表1得丙烷Tc = 369.8K, P = 4.25MPa,@ = 0.152由此求出400初态Tri1.0817369.82.0P= 0.4706rl4.25
已知终压为0.1MPa,假定此状态下丙烷为理想气体, 即 2 = 0 R H ,由上式可给出 1 1 2 T C H T pmh R = + (A) 查附表1得丙烷 T = 369.8K,P = 4.25MPa, = 0.152, C C 由此求出 初态 369.8 400 Tr1 = 4.25 2.0 Pr1 = =1.0817 = 0.4706
根据 T,1、P,之值判断拟用普遍化第二维里系数进行关联。由式(3-59)、式(3-60)、式(3-61)和式(3-62)可得dBoB° = -0.2890.550dT.dBlBl = 0.015=0.480dT,用式(3-55)可得HR/RTc= -0.452HR = (8.314)(369.8)(- 0.452)= -1390J · mol-l
根据 Tr1 、 Pr1 之值判断拟用普遍化第二维里系数 进行关联。由式(3-59)、式(3-60)、式(3-61)和 式(3-62)可得 0.289 0 B = − 0.550 0 = dTr dB 0.015 1 B = 0.480 1 = r dT dB 用式(3-55)可得 1 C = −0.452 R H RT (8.314)(369.8)( 0.452) 1 = − R H 1 1390 − = − J mol
现在要设法求出式A中的C*㎡值等于初温400K下的C*之值。将T=400K,R=8.314J·mol-1.K-1 代入上式,则有:pmh ~ 94.074J ·mol-1. K-1由A式求得-1390T+400=385.2K94.074显然,近似估算结果,,节流过程温度变化较小。现在,可以用算术平均温度求出较为精确的C*值,400 + 385.2T392.6Kam2pmh = 92.734J · mol-1 . K-1
现在要设法求出式A中的 Cpmh 值等于初温400K下的 Cp 之值。 将T=400K, 1 1 8.314 − − R = J mol K 代入上式,则有: * 1 1 94.074 − − Cpmh J mol K 由A式求得 400 94.074 1390 2 + − T = 显然,近似估算结果,节流过程温度变化较小。 现在,可以用算术平均温度求出较为精确的 C * pmh 值, = 392.6K * 1 1 92.734 − − Cpmh = J mol K = 385.2K 2 400 + 385.2 Tam =
用式A重新计算T,得:T, = 385.0KSR=0,因而:丙烷的熵变可以用式下式求得,由于T-SR-RlnAS=CInpmsPT因为温度变化很小,可以用pmh = 92.734J ·mol-1.K-(pms然后用式(3-56)求得SRSR = -2.437J -mol-l . K-l于是变
用式A重新计算 T2 ,得: T2 = 385.0K 丙烷的熵变可以用式下式求得,由于 2 = 0 R S ,因而: R pms S P P R T T S C 1 1 2 1 * 2 = ln − ln − 因为温度变化很小,可以用 * * Cpms Cpmh 然后用式(3-56)求得 R S1 1 1 1 2.437 − − S = − J mol K R 于是熵变 1 1 92.734 − − = J mol K