Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1240

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
12.8 Mб
Скачать

Если исключить последнее значение, расхождение между опыт­ ными и расчетными данными составит около 1,4%.

5.

Теплота парообразования

четыреххлористого углерода при

/ = 80 равна

7024 кал/моль.

 

Найти по

уравнению

(V,26) АНпар при / = 260 и сопоставить

с экспериментальным значением этой величины (3063 кал/моль),

если

(<кр)са, = 283,1. В

качестве

стандартного вещества взять

воду.

 

 

 

 

Для расчета воспользоваться таблицами Вукаловича. Р е ш е н и е . Теплота парообразования ССЦ дается при

(<кр - Оса, - «кр - 0 н,о = 283,1 - 8 0 = 203,1

поэтому

/ Hj0 = 3 7 4 , 2 - 203,1 = 171,1

По таблицам Вукаловича при этой температуре

(Д#пар)нао ~ 488,3 ккал/кг (8 799 кал/моль)

Следовательно, для ССЦ константа уравнения (V, 26) равна

7 024

8

0,798

799

Определяем (ДЯпар)СС1< при / =

260

(/Кр — Оса, в

283,1 — 260 = 23,1

поэтому

/Hj0= 374.2 - 2 3 ,1 =351,1

По таблицам Вукаловича при этой температуре

(Д#пар)н,о = 208,9 ккал/кг (3764 кал/моль)

В соответствии с найденным значением /Сссц получаем

(ДЯпар)сС|, = 3764' °-798 = 3004

что отличается от приведенного в условии значения на 2,0%.

Задачи

 

 

 

 

 

1. Рассчитать при помощи

уравнения (V, 20) Сравн для

воды

при t =

100 и сравнить полученный результат с результатами

рас­

чета по уравнению

(V, 19) (см. пример 1).

 

 

Для

вычисления

воспользоваться

следующими данными:

 

 

t .........................

 

99

100

101

 

 

ДЯпар, ккал/кг

539,6

538,9

538;3

 

2. На рис. 29 приведена зависимость АНаар от Температуры для

фреона-21 (CHC^F).

Найти С'равн- С * вн при t = О, 60 и 130.

3.Показать, что при некоторых допущениях точное уравнение

(V, 19) можно заменить для насыщенного пара соотношением

г Г

_ г Г_ АЯпар

U pODH

f

При помощи этого уравнения найти теплоемкость насыщенного

водяного пара при t = 100. Необходимые данные заимствовать иЗ

решения примера 1.

Результат сопоставить с результатами решения примера 1 и задачи 1.

4. Теплоемкость твердого и жидкого л-ксилола при 7„. т.пл =

= 225 соответственно равна ~

29,22 и -—'39,71 кал/(моль-град).

Теплота плавления равна примерно 2800 кал/моль.

 

 

Найти приближенное значение изменения теплоты

плавления

с температурой, отнесенное к 1°.

н-пентана

 

t =

 

5.

Теплота парообразования

при

33,5 равна

84,14

кал/г. Теплоемкость жидкого пентана

при t =

34

равна при­

мерно 0,524 кал/г; теплоемкость парообразного пентана равна при­ близительно 0,40 кал/г.

Найти теплоту парообразования при / = 6,4 и сравнить с опыт­ ным значением 91,87 кал/г.

6. Теплоты парообразования этана при Т = 200 и 270 соответ­

ственно равны 3226 и 2290 кал/моль. Вывести уравнение (V, 24).

Рассчитать по нему ЛЯпар при Т = 240 и Т = 295.

Результаты вычисления сравнить с величинами, найденными по экспериментальным данным и соответственно равными 2830 и при­ мерно 1381 кал/моль.

Объяснить причины расхождения результатов.

7.Теплоты парообразования этана при Т = 200, 240 и 270 со­

ответственно равны 3226, 2830 и 2290 кал/моль. Вывести уравнение (V, 25).

Найти ДЯпар при Т = 280.

Результат сравнить с величиной ДЯпар = 2014, найденной по экспериментальным-данным.

8.Теплота парообразования пропана при tB.т.к = —42,0 равна

4490 кал/моль; теплота парообразования

гептана при /н. т.к. = 98,3

равна 7660 кал/моль.

 

Считая, что в гомологическом ряду

этан— октан константа

уравнения (V, 26) меняется

линейно с изменением числа атомов

углерода, найти:

 

1)

зависимость константы К уравнения (V.26) от числа атомов

углерода;

 

2)

теплоту парообразования этана при Т = 184,1;

3)

АНпар бутана при t\ =

—0,5 и ^ = 94,45.

Результаты сравнить со значениями, найденными по экспери­ ментальным данным (соответственно 3514, 5350 и 63,20 кал/г). Теплоты образования воды, необходимые для расчета, взять из таблиц Вукаловича,

ОБОБЩЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА*

(

1. ГАЗЫ

Обобщенные методы расчета термодинамических величин наи­ большее применение получили для вычисления свойств газов. Эти методы основаны на принципе соответственных состояний и позво­ ляют по приведенной температуре т = Т/Ткр и приведенному дав­ лению я = Р1РКр' (используя в отдельных случаях известные зна­

чения некоторых свойств) приближенно рассчитать при помощи уравнений или графиков различные свойства веществ в значитель­

ном интервале температур и давлений.

Соотношение давление объем температура определяеуся по зависимости коэффициента сжимаемости г от я и т (рис. 30).

Коэффициент сжимаемости смеси zCM может быть найден сле­ дующими способами:

1) по рис. 30 определяется коэффициент сжимаемости z, каж­ дого компонента; затем вычисляется гсм по уравнению

гс„ - 2 * А (VI. О

2) смесь рассматривается как чистый газ и ей приписываются значения псевдокритических параметров

К Р= 2 V, (Гкр), К р - S Nt (PK?)t (VI, 2)

затем вычисляются йсевдоприведенные параметры

и, наконец, по рис. 30 определяется zCM.

Найдя тем или иным способом zCM, вычисляют объем смеси по уравнению (IV,5). Если для расчета заданы не Р и Т, а Р и V или Т а V, то расчет осуществляется методом подбора.

Фугитивность вычисляется при помощи графика у = <р(я, т),

представленного на рис. 31; более точные значения у могут быть найдены по таблице (Приложение IX), охватывающей больший по сравнению с графиком интервал значений п и т.

Расчет зависимости энтальпии и теплоемкости от температуры

и давления производится при помощи графиков

н° н

Y----- =■ ф (я, т) (рис. 32) и

Ср С*р — ф (я, т) (рис. 33)

* Значения критической температуры

и критического давления, необходи*

мые для вычислений, см. в Приложении VIII.

ю 20 30 io so3,0

2,0

%0

0,8

азыГ

сл

Газы

■у pi 09 ое ог

л t s

е

г_____ oi л> sv

еъ гь

to ufo sot)

Примеры

1.

Найти объем 1 моль газообразного метанола при / = 300 и

Р =

200.

Результат сопоставить с опытным значением И = 114.

Р е ш е н и е .

Указанным в условии примера значением давления

и температуры

отвечают следующие значения приведенных пара­

метров:

200

300 +

273,2

1,12

Я“ 78,7

,64 ХЯШ 240,0 +

273,2

 

По рис. 30

г = 0,45

и в соответствии с уравнением (IV, 5)

 

V

0,45 82,06 • 673,2

106

 

 

 

200

 

 

что отличается от опытного значения на 7%.

 

2.

Какое давление

следует поддерживать

в резервуаре емко­

стью 1

м3, чтобы в нем при t = 500 содержалось

100 кг водяного

пара?

 

 

 

 

Результат расчета сопоставить с данными таблиц Вукаловича. Р е ш е н и е . Приведенная температура равна

773.2

647.3 1,2

В соответствии с уравнением (IV, 5)

D _ „

ЯГ

82,06 - 773,2

_ _

82,06 - 773,2

 

 

 

 

V

1-10»

2

 

352,12

 

 

 

180,02

 

 

 

 

 

100 10Э/ 18,02

 

 

 

 

 

 

поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я Р кр

218,5

0,62л

 

 

 

 

 

352T e ‘352j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Через точку

с координатами

я =

1 и

г — 0,62

проводим

на

рис. 30 прямую под углом 45° * до пересечения с изотермой т =

1,2,

получаем 2 « 0,75 и я ж 1,2.

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р ** 1,2.218,5 =

262,2

 

 

 

 

Уравнение г = kn

после логарифмирования

принимает вид

lg z = lgft +

+ lg я, которому

соответствует этот

угол

наклона прямой

в

координатах

l g z — lg n (рис. 30).

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]