166467 (625025), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Критическое давление находим по формуле:
где
-критическое давление в барах;
-общее количество атомов в молекуле;
-количество структурных фрагментов;
-парциальный вклад в свойство.
Критический объем находим по формуле:
где
-критический объем в
;
-количество структурных фрагментов;
-парциальный вклад в свойство.
Для расчета, выбираем парциальные вклады в различные свойства для каждого вещества из таблицы составляющих для определения критических свойств по методу Джобака.
2,3,4-Триметилпентан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
| Группа | кол-во | ΔT | ΔP | ΔV |
| СН3- | 5 | 0,0705 | -0,006 | 325 |
| СН- | 3 | 0,0492 | 0,006 | 123 |
| ∑ | 8 | 0,1197 | 0 | 448 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
2-Изопропил-5-метилфенол
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
| Группа | к-во | ΔT | ΔP |
| CН3 | 3 | 0,0423 | -0,0036 |
| =СН (цикл) | 3 | 0,0246 | 0,0033 |
| =С< (цикл) | 3 | 0,0429 | 0,0024 |
| СН- | 1 | 0,0164 | 0,002 |
| СН2- | 1 | 0,0189 | 0 |
| ОН | 1 | 0,0741 | 0,0112 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
1-Метилэтилметаноат
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
| Группа | кол-во | ΔT | ΔP |
| СН3 | 3 | 0,0423 | -0,0036 |
| СОО | 1 | 0,0481 | 0,0005 |
| СН- | 1 | 0,0164 | 0,002 |
| Сумма | 5 | 0,1068 | -0,0011 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
1,4-Диаминобутан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
| Группа | кол-во | ΔT | ΔP |
| СН2- | 10 | 0,189 | 0 |
| NН2- | 4 | 0,0972 | 0,0436 |
| Сумма | 14 | 0,2862 | 0,0436 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
Задание №4
Для первого соединения рассчитать
,
и
. Определить фазовое состояние компонента.
Энтальпия
2,3,4-Триметилпентан
Для расчета
,
и
воспользуемся таблицами Ли-Кеслера и разложением Питцера.
где
- энтальпия образования вещества в стандартном состоянии;
-энтальпия образования вещества в заданных условиях;
и
-изотермические изменения энтальпии.
Находим приведенные температуру и давление:
по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение энтальпии.
Из правой части выражаем:
Энтропия
где
энтропия вещества в стандартном состоянии;
- энтропия вещества в заданных условиях;
-ацентрический фактор.
; R=8,314Дж/моль*К
Находим приведенные температуру и давление:
по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение энтропии.
Из правой части выражаем:
Теплоемкость.
где
- теплоемкость соединения при стандартных условиях;
- теплоемкость соединения при заданных условиях;
- ацентрический фактор.
; R=8,314Дж/моль*К
Находим приведенные температуру и давление:
по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение теплоемкости.
Дж/моль*К
Из правой части выражаем:
Задание №5
Для первого соединения рассчитать плотность вещества при температуре 730 К и давлении 100 бар. Определить фазовое состояние компонента.
Для определения плотности вещества воспользуемся методом прогнозирования плотности индивидуальных веществ с использованием коэффициента сжимаемости.
где
-плотность вещества; М- молярная масса; V-объем.
Для данного вещества найдем коэффициент сжимаемости с использованием таблицы Ли-Кесслера по приведенным температуре и давлении.
Коэффициент сжимаемости находится по разложению Питцера:
где Z-коэффициент сжимаемости;
-ацентрический фактор.
Приведенную температуру найдем по формуле
где
- приведенная температура в К ; Т-температура вещества в К;
-критическая температура в К.
Приведенное давление найдем по формуле
; где
- приведенное; Р и
давление и критическое давление в атм. соответственно.
; R=8,314Дж/моль*К
Находим приведенные температуру и давление:
Коэффициент сжимаемости найдем из разложения Питцера:
путем интерполяции находим
и
.
=0,6790;
=0,1549;
Из уравнения Менделеева-Клайперона
,
где P - давление; V - объем; Z - коэффициент сжимаемости; R - универсальная газовая постоянная (R=82.04); T - температура;
выразим объем:
М=114,23 г/моль.
Фазовое состояние вещества определяем по таблицам Ли-Кесслера, по приведенным параметрам температуры и давления. Ячейка, соответствующая данным приведенным параметрам находится под линией бинодаля, следовательно данное вещество при 730К и 100 бар – газ.
Задание №6
Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить плотность насыщенной жидкости. Привести графические зависимости «плотность-температура» для области существования жидкой и паровой фаз. Выполнить анализ.
Для вычисления плотности насыщенной жидкости воспользуемся методом Ганна-Ямады.
где
-плотность насыщенной жидкости; М -молярная масса вещества;
-молярный объем насыщенной жидкости.
где
-масштабирующий параметр;
-ацентрический фактор;
и Г-функции приведенной температуры.
2,3,4-Триметилпентан
в промежутке температур от 298 до 450К вычислим по формуле:
В промежутке температур от 450 до 560 К вычислим по формуле:
В промежутке температур от 298 до 560 К вычислим Г по формуле:
Находим масштабирующий параметр:
Полученные результаты сведем в таблицу:
| T, К | Tr | Vr(0) | Vsc | Г | Vs | ρs ,г/см3 |
| 169.45 | 0.3 | 0.3252 | 382.6102 | 0.2646 | 124.4114 | 0.9182 |
| 197.69 | 0.35 | 0.3331 |
| 0.2585 | 127.4534 | 0.8963 |
| 225.93 | 0.4 | 0.3421 |
| 0.2521 | 130.9062 | 0.8726 |
| 254.17 | 0.45 | 0.3520 |
| 0.2456 | 134.6684 | 0.8483 |
| 282.41 | 0.5 | 0.3625 |
| 0.2387 | 138.7024 | 0.8236 |
| 310.65 | 0.55 | 0.3738 |
| 0.2317 | 143.0345 | 0.7986 |
| 338.89 | 0.6 | 0.3862 |
| 0.2244 | 147.7551 | 0.7731 |
| 367.14 | 0.65 | 0.3999 |
| 0.2168 | 153.0184 | 0.7465 |
| 395.38 | 0.7 | 0.4157 |
| 0.2090 | 159.0426 | 0.7183 |
| 423.62 | 0.75 | 0.4341 |
| 0.2010 | 166.1099 | 0.6877 |
| 451.86 | 0.8 | 0.4563 |
| 0.1927 | 174.5664 | 0.6544 |
| 480.10 | 0.85 | 0.4883 |
| 0.1842 | 186.8126 | 0.6115 |
| 508.34 | 0.9 | 0.5289 |
| 0.1754 | 202.3516 | 0.5645 |
| 525.29 | 0.93 | 0.5627 |
| 0.1701 | 215.2847 | 0.5306 |
| 536.58 | 0.95 | 0.5941 |
| 0.1664 | 227.3000 | 0.5026 |
| 547.88 | 0.97 | 0.6410 |
| 0.1628 | 245.2573 | 0.4658 |
| 553.53 | 0.98 | 0.6771 |
| 0.1609 | 259.0677 | 0.4409 |
| 559.18 | 0.99 | 0.7348 |
| 0.1591 | 281.1498 | 0.4063 |
2-Изопропил-5-метилфенол
| T, К | Tr | Vr(0) | Vsc | Г | Vs | ρs ,г/см3 |
| 211,0432 | 0,3 | 0,3252 | 365,2665 | 0,2646 | 100,5086 | 1,4946 |
| 246,2171 | 0,35 | 0,3331 | 0,2585 | 103,3972 | 1,4529 | |
| 281,391 | 0,4 | 0,3421 | 0,2521 | 106,6587 | 1,4084 | |
| 316,5648 | 0,45 | 0,352 | 0,2456 | 110,2157 | 1,363 | |
| 351,7387 | 0,5 | 0,3625 | 0,2387 | 114,0423 | 1,3173 | |
| 386,9126 | 0,55 | 0,3738 | 0,2317 | 118,1648 | 1,2713 | |
| 422,0864 | 0,6 | 0,3862 | 0,2244 | 122,6636 | 1,2247 | |
| 457,2603 | 0,65 | 0,3999 | 0,2168 | 127,674 | 1,1766 | |
| 492,4342 | 0,7 | 0,4157 | 0,209 | 133,3879 | 1,1262 | |
| 527,6081 | 0,75 | 0,4341 | 0,201 | 140,0556 | 1,0726 | |
| 562,7819 | 0,8 | 0,4563 | 0,1927 | 147,9872 | 1,0151 | |
| 597,9558 | 0,85 | 0,4883 | 0,1842 | 159,2515 | 0,9433 | |
| 633,1297 | 0,9 | 0,5289 | 0,1754 | 173,4815 | 0,8659 | |
| 654,234 | 0,93 | 0,5627 | 0,1701 | 185,211 | 0,8111 | |
| 668,3035 | 0,95 | 0,5941 | 0,1664 | 196,0056 | 0,7664 | |
| 682,3731 | 0,97 | 0,641 | 0,1628 | 211,9897 | 0,7086 | |
| 689,4079 | 0,98 | 0,6771 | 0,1609 | 224,1926 | 0,6701 | |
| 696,4426 | 0,99 | 0,7348 | 0,1591 | 243,5919 | 0,6167 |
1-Метилэтилметаноат
| T, К | Tr | Vr(0) | Vsc | Г | Vs | ρs ,г/см3 |
| 155,9893 | 0,3 | 0,3252 | 276,6765 | 0,2646 | 82,8321 | 1,0637 |
| 181,9875 | 0,35 | 0,3331 | 276,6765 | 0,2585 | 85,0258 | 1,0362 |
| 207,9857 | 0,4 | 0,3421 | 276,6765 | 0,2521 | 87,5090 | 1,0068 |
| 233,9839 | 0,45 | 0,3520 | 276,6765 | 0,2456 | 90,2161 | 0,9766 |
| 259,9821 | 0,5 | 0,3625 | 276,6765 | 0,2387 | 93,1236 | 0,9461 |
| 285,9803 | 0,55 | 0,3738 | 276,6765 | 0,2317 | 96,2511 | 0,9154 |
| 311,9785 | 0,6 | 0,3862 | 276,6765 | 0,2244 | 99,6616 | 0,8841 |
| 337,9767 | 0,65 | 0,3999 | 276,6765 | 0,2168 | 103,4621 | 0,8516 |
| 363,975 | 0,7 | 0,4157 | 276,6765 | 0,2090 | 107,8038 | 0,8173 |
| 389,9732 | 0,75 | 0,4341 | 276,6765 | 0,2010 | 112,8834 | 0,7805 |
| 415,9714 | 0,8 | 0,4563 | 276,6765 | 0,1927 | 118,9433 | 0,7407 |
| 441,9696 | 0,85 | 0,4883 | 276,6765 | 0,1842 | 127,6322 | 0,6903 |
| 467,9678 | 0,9 | 0,5289 | 276,6765 | 0,1754 | 138,6327 | 0,6355 |
| 483,5667 | 0,93 | 0,5627 | 276,6765 | 0,1701 | 147,7439 | 0,5964 |
| 493,966 | 0,95 | 0,5941 | 276,6765 | 0,1664 | 156,1684 | 0,5642 |
| 504,3653 | 0,97 | 0,6410 | 276,6765 | 0,1628 | 168,7011 | 0,5223 |
| 509,5649 | 0,98 | 0,6771 | 276,6765 | 0,1609 | 178,3045 | 0,4941 |
| 514,7646 | 0,99 | 0,7348 | 276,6765 | 0,1591 | 193,6158 | 0,4551 |
1,4-Диаминобутан
| T, К | Tr | Vr(0) | Vsc | Г | Vs | ρs ,г/см3 |
| 189,1016 | 0,3 | 0,3252 | 291,3679 | 0,2646 | 81,3137 | 1,0841 |
| 220,6186 | 0,35 | 0,3331 | 291,3679 | 0,2585 | 83,6189 | 1,0542 |
| 252,1355 | 0,4 | 0,3421 | 291,3679 | 0,2521 | 86,2227 | 1,0224 |
| 283,6524 | 0,45 | 0,3520 | 291,3679 | 0,2456 | 89,0623 | 0,9898 |
| 315,1694 | 0,5 | 0,3625 | 291,3679 | 0,2387 | 92,1162 | 0,9570 |
| 346,6863 | 0,55 | 0,3738 | 291,3679 | 0,2317 | 95,4055 | 0,9240 |
| 378,2032 | 0,6 | 0,3862 | 291,3679 | 0,2244 | 98,9946 | 0,8905 |
| 409,7202 | 0,65 | 0,3999 | 291,3679 | 0,2168 | 102,9922 | 0,8559 |
| 441,2371 | 0,7 | 0,4157 | 291,3679 | 0,2090 | 107,5525 | 0,8196 |
| 472,754 | 0,75 | 0,4341 | 291,3679 | 0,2010 | 112,8761 | 0,7810 |
| 504,271 | 0,8 | 0,4563 | 291,3679 | 0,1927 | 119,2119 | 0,7395 |
| 535,7879 | 0,85 | 0,4883 | 291,3679 | 0,1842 | 128,2239 | 0,6875 |
| 567,3048 | 0,9 | 0,5289 | 291,3679 | 0,1754 | 139,6127 | 0,6314 |
| 586,215 | 0,93 | 0,5627 | 291,3679 | 0,1701 | 149,0076 | 0,5916 |
| 598,8218 | 0,95 | 0,5941 | 291,3679 | 0,1664 | 157,6605 | 0,5591 |
| 611,4286 | 0,97 | 0,6410 | 291,3679 | 0,1628 | 170,4832 | 0,5171 |
| 617,7319 | 0,98 | 0,6771 | 291,3679 | 0,1609 | 180,2785 | 0,4890 |
| 624,0353 | 0,99 | 0,7348 | 291,3679 | 0,1591 | 195,8580 | 0,4501 |
Задание №7













