ЛБ2

Инженерная школа природных ресурсов

Направление подготовки Химическая технология

Отделение химической инженерии

ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА PYTHON

Отчет по лабораторной работе № 2

Структурное программирование

Выполнил студент гр. ХИМ54 А.В. Чижова

(Подпись)

14.10.2025 г.

Отчет принят:

Преподаватель

доцент ОХИ ИШПР, к.т.н. В.А. Чузлов

(Подпись)

_____ _____________ 2025 г.

Томск 2025 г.

Задание 1

Температура кипения углеводорода может быть рассчитана при помощи следующей формулы:

(1)

где – температура кипения углеводорода, К; – число атомов углерода в молекуле углеводорода.

Используя формулу (1), определите минимальное количество атомов углерода в молекуле углеводорода, температура кипения которого будет превышать 500 К.

Nc = ((6.9955 - math.log(1090 - Tb)) / 0.11193) ** (1/3)

Программная реализация:

import math

t_min = 500

N = 1

while True:

t_b = 1090 - math.exp(6.9955-0.11193 * N ** (2/3))

if t_b > t_min:

break

N += 1

print(f"Минимальное количество атомов углерода: {N}")

print(f"Температура кипения: {t_b:.2f} K")

Ответ:

Минимальное количество атомов углерода: 13

Температура кипения: 502.04 K

Задание 2

Вычислите энтальпию образования метана в зависимости от температуры по формуле:

	(2)
	(3)

с шагом 50 К.

[кДж/моль].

Программная реализация:

import math

h300 = -103.97

for t in range(400, 601, 50):

if t <= 400:

C = 94.31

elif 400 < t <= 500:

C = 113.05

else:

C = 129.20

h = h300 + C * (300 - t)

print(f'температура = {t}; энтальпия = {h:.2f}')

Ответ:

температура = 400; энтальпия = -9534.97

температура = 450; энтальпия = -17061.47

температура = 500; энтальпия = -22713.97

температура = 550; энтальпия = -32403.97

температура = 600; энтальпия = -38863.97

Задание 3

Коэффициент сжимаемости учитывает отклонение реального газа от уравнения состояния идеального газа и может быть определен по формуле:

(4)

где – ацентрический фактор, вычисляемый по уравнению:

(5)

– приведенная температура: ;

– приведенное давление: ;

– температура кипения, К;

К;

МПа

Проведите оценку фактора сжимаемости при с шагом h = 0.1 МПа при Т = 110 К.

Программная реализация:

import math

tb = 77.25

tc = 126.2

pc = 3.9

t = 110

tr = t / tc

for p in range(100, 351, 10):

p = p / 100

pr = p / pc

w = 3 / 7 * ((math.log10(pr)-5) / (t / (tr*tb) - 1)) - 1

z1 = 0.073 * w

z2 = (0.33 - 0.46 * w) / tr

z3 = (0.138 + 0.5 * w) / tr**2

z4 = (0.012 + 0.097 * w) / tr**3

z5 = 0.0073 * w / tr**8

z = 1 + pr/tr * (0.144 + z1 - z2 - z3 - z4 - z5)

print(f'давление = {p}; фактор сжимаемости {z:.2f}')

Ответ:

давление = 1.0; фактор сжимаемости 1.19

давление = 1.1; фактор сжимаемости 1.21

давление = 1.2; фактор сжимаемости 1.22

давление = 1.3; фактор сжимаемости 1.24

давление = 1.4; фактор сжимаемости 1.26

давление = 1.5; фактор сжимаемости 1.27

давление = 1.6; фактор сжимаемости 1.29

давление = 1.7; фактор сжимаемости 1.31

давление = 1.8; фактор сжимаемости 1.32

давление = 1.9; фактор сжимаемости 1.34

давление = 2.0; фактор сжимаемости 1.35

давление = 2.1; фактор сжимаемости 1.37

давление = 2.2; фактор сжимаемости 1.38

давление = 2.3; фактор сжимаемости 1.40

давление = 2.4; фактор сжимаемости 1.41

давление = 2.5; фактор сжимаемости 1.43

давление = 2.6; фактор сжимаемости 1.44

давление = 2.7; фактор сжимаемости 1.46

давление = 2.8; фактор сжимаемости 1.48

давление = 2.9; фактор сжимаемости 1.49

давление = 3.0; фактор сжимаемости 1.51

давление = 3.1; фактор сжимаемости 1.52

давление = 3.2; фактор сжимаемости 1.53

давление = 3.3; фактор сжимаемости 1.55

давление = 3.4; фактор сжимаемости 1.56

давление = 3.5; фактор сжимаемости 1.58

Задание 4

Плотность газов, близких по свойствам к идеальному газу, можно оценить по следующей формуле:

(6)

Где М – молярная масса газа, ;

– нормальная температура, К;

– нормальное давление, Па;

– температура, при которой определяется плотность, К;

– давление, при котором определяется плотность, Па.

Исследуйте изменение плотности пропана при кПа, К. Шаг по давлению 10 кПа, шаг по температуре 10 К. Молярная масса пропана 44.1 кг/кмоль.

Необходимо получить значение плотности пропана для каждого значения давления при каждом значении температуры из указанных интервалов, поэтому лучше всего использовать цикл for по давлению, в который вложен цикл for по температуре.

Программная реализация:

import math

t0 = 273.15

p0 = 101325

m = 44.1

for p in range(300, 331, 10):

p = p * 1000

for t in range(280, 311, 10):

d = m / 22.4 * t0 * p / (t * p0)

print(f'давление = {p} Па ({p/1000} кПа), температура = {t} К, плотность = {d:.2f} кг/м3')

Ответ:

давление = 300000 Па (300.0 кПа), температура = 280 К, плотность = 5.69 кг/м3

давление = 300000 Па (300.0 кПа), температура = 290 К, плотность = 5.49 кг/м3

давление = 300000 Па (300.0 кПа), температура = 300 К, плотность = 5.31 кг/м3

давление = 300000 Па (300.0 кПа), температура = 310 К, плотность = 5.14 кг/м3

давление = 310000 Па (310.0 кПа), температура = 280 К, плотность = 5.88 кг/м3

давление = 310000 Па (310.0 кПа), температура = 290 К, плотность = 5.67 кг/м3

давление = 310000 Па (310.0 кПа), температура = 300 К, плотность = 5.48 кг/м3

давление = 310000 Па (310.0 кПа), температура = 310 К, плотность = 5.31 кг/м3

давление = 320000 Па (320.0 кПа), температура = 280 К, плотность = 6.07 кг/м3

давление = 320000 Па (320.0 кПа), температура = 290 К, плотность = 5.86 кг/м3

давление = 320000 Па (320.0 кПа), температура = 300 К, плотность = 5.66 кг/м3

давление = 320000 Па (320.0 кПа), температура = 310 К, плотность = 5.48 кг/м3

давление = 330000 Па (330.0 кПа), температура = 280 К, плотность = 6.26 кг/м3

давление = 330000 Па (330.0 кПа), температура = 290 К, плотность = 6.04 кг/м3

давление = 330000 Па (330.0 кПа), температура = 300 К, плотность = 5.84 кг/м3

давление = 330000 Па (330.0 кПа), температура = 310 К, плотность = 5.65 кг/м3