[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? 2一4].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? [27].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lmol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v。如果使其加热,并沿着习题图2-1的pT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-图上,并描述在加热过程中各点的状态和现象 [2-1].已知SO2在43K下,第二、第三rl系数分别为:B=-0.159m3kmol C=-90×10-3m6·kmo-2,试计算: (1)SO2在431K、10×10Pa下的摩尔体积; (2)在封闭系统内,将1 kmoIso2由10×105Pa恒温(43lK)可逆压缩到75×105Pa时 所作的功。 [2-12].试计算一个125cm3的刚性容器,在50℃和18745MPa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7810cm3的钢瓶中装入1kg的丙烷,且在2532℃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,3.704×10Pa时的饱和蒸气的摩尔体积。已知 实验值为V=6081×10-3m3.mol [2-15].试分别用RK方程及RKS方程计算在273K、1000×10Pa下,氮的压缩因子值,已 知实验值为Z=20685。 [2-16].试用下列各种方法计算水蒸气在1079×10Pa、593K下的比容,并与水蒸气表查 出的数据(V=001687m3·kg-)进行比较 (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
[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SO2在 431K下，第二、第三Virial系数分别为： ， ，试计算： 3 1 kmolm159.0 − B ⋅−= 63 2 kmolm100.9 − − C ⋅×−= （1） SO2在 431K、10×105 Pa下的摩尔体积； （2） 在封闭系统内，将 1kmolSO2由 10×105 Pa恒温（431K）可逆压缩到 75×105 Pa时 所作的功。 [2－12]．试计算一个 125cm3 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 7810cm3 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，3.704×105 Pa时的饱和蒸气的摩尔体积。已知 实验值为V − 33 ⋅×= molm10081.6 −1 。 [2－15]．试分别用RK方程及RKS方程计算在 273K、1000×105 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 107.9×105 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
CO2压缩到体积为550cm3mol-所需要的压力。实验值为3090MPa。 2-18].一个体积为03m的封闭储槽内贮乙烷,温度为290K、压力为25×10Pa,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227kg的乙烯在294K时装入0085m3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323.6K时产生的压力。已知甲烷的摩尔体积 为125×10-4m3mol-,压力的实验值为1875×10Pa [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1378MPa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R2(CCl2F2) 和R22(CHCF2)组成的等摩尔混合工质气体在400K和1.0MPa,20MPa,30MPa,40MPa 和50MPa时的摩尔体积。可以认为该二元混合物的相互作用参数k2=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) T/K P MPa 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°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 0.086640RT 0427480R2T P (3)使用三项维里方程,维里系数实验值为B1=14×10°,B2=-265×106 B2=-95×10-°,(B的单位为m3mol-l) 1.3×10 C2=3025×109,C12=495×10-,C12=7.27×109(C的单位为 m°mol-)。已知氮及正丁烷的临界参数和偏心因子为 T=126.10K,p=3394MPa,o=0.040 sChIO T=425.12K,P2=3796MPa,O=0.199
CO2压缩到体积为 550.1 3 ⋅ molcm −1 所需要的压力。实验值为 3.090MPa。 [2－18]．一个体积为 0.3m3 的封闭储槽内贮乙烷，温度为 290K、压力为 25×105 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 0.085m3 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 3 1 molm − ⋅ ，压力的实验值为 1.875×107 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（CCl2F2） 和R22（CHClF2）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k12＝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） Tc /K pc / 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、69×105 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 3 1 molm − ⋅ 9 111 103.1 − C ×= 9 222 10025.3 − C ×= 9 112 1095.4 − C ×= 9 122 1027.7 − C ×= C 6 2 molm − ⋅ N2 Tc ＝126.10K， ＝pc 3.394MPa，ω ＝0.040 nC4H10 Tc ＝425.12K， ＝pc 3.796MPa，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50×10Pa、42kK 下离开压缩机,试问离开压缩机的气体体积流率为多少cm3h-1? [2-25].H2和N2的混合物,按合成氨反应的化学计量比,加入到反应器中 N2+3H2=2NH3 混合物进反应器的压力为600×105Pa,温度为298K,流率为6m3h-。其中15%的N2转 化为NH3,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NH2? (2)若反应器出口物流(含NH3的混合物)的压力为550×105Pa、温度为45K,试 问在内径D=005m管内的流速为多少 [2-26].测得天然气(摩尔组成为CH484%、N29%、C2H37%)在压力92MPa、温度378 ℃下的平均时速为25m3h-l。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)Daon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CO2(1)和丙烷(2)以35:65的摩尔比混合的混合物在 400K和1378MPa下的摩尔体积 (1)RK方程,采用 Prausnitz建议的混合规则(令kn=0.1) (2)Pter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 Bu=-20cmmol", B22=-24lcm.mol", B33=-24Icmmol Br=-75cm.mol-,B3=-122cm'.mol-,B23=-399cm'mol [2-29.试计算混合物CO2(1)-n-C4H10(2)在34426K和648MPa时的液体体积。已知 混合物中CO2的摩尔分数为x1=0.502,液体摩尔体积的实验值为V=9913×10-5m3mol
[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 50×105 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]．H2和N2的混合物，按合成氨反应的化学计量比，加入到反应器中 2 2 =+ 2NH3HN 3 混合物进反应器的压力为 600×105 Pa，温度为 298K，流率为 6 13 m h − ⋅ 。其中 15％的N2转 化为NH3，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NH3? （2） 若反应器出口物流（含NH3的混合物）的压力为 550×105 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CH484%、N29%、C2H67%）在压力 9.27MPa、温度 37.8 ℃下的平均时速为 25 13 m h − ⋅ 。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CO2（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 ＝ kij 0.1） （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 3 1 11 molcm20 − B ⋅−= ， ， 3 1 22 molcm241 − B ⋅−= 3 1 33 molcm241 − B ⋅−= 3 1 12 molcm75 − B ⋅−= ， ， 3 1 13 molcm122 − B ⋅−= 3 1 23 molcm399 − B ⋅−= [2－29]．试计算混合物CO2（1）－n-C4H10（2）在 344.26K和 6.48MPa时的液体体积。已知 混合物中CO2的摩尔分数为x1＝0.502，液体摩尔体积的实验值为 molm10913.9 35 ⋅×=l − V 3