Федеральное агентство по образованию.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования.
Самарский государственный технический университет.
Кафедра: «Технология органического и нефтехимического синтеза»
Курсовой проект
«Расчеты и прогнозирование свойств органических соединений»
Самара
2008 г.
Задание 52А
на курсовую работу по дисциплине «Расчеты и прогнозирование свойств органических соединений»
1) Для четырех соединений, приведенных в таблице, вычислить />, />, />методом Бенсона по атомам с учетом первого окружения.
2) Для первого соединения рассчитать />и />.
3) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить критическую (жидкость-пар) температуру, критическое давление, критический объем, ацентрический фактор.
4) Для первого соединения рассчитать />, />, />. Определить фазовое состояние компонента.
5) Для первого соединения рассчитать плотность вещества при температуре 730 К и давлении 100 бар. Определить фазовое состояние компонента.
6) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить плотность насыщенной жидкости. Привести графические зависимости «плотность-температура» для области сосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их анализ.
7) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить давление насыщенного пара. Привести графические Р-Т зависимости для области сосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их проверку и анализ.
8) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить />и />. Привести графические зависимости указанных энтальпий испарения от температуры для области сосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их анализ.
9) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами вязкость вещества при температуре 730 К и низком давлении.
10) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами вязкость вещества при температуре 730 К и давлении 100 атм.
11) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730 К и низком давлении.
12) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730 К и давлении 100 атм.
Задание №1
Для четырех соединений, приведенных в таблице, рассчитать />/>и />методом Бенсона с учетом первого окружения.
2,3,4-Триметилпентан
Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для />/> и />, вводим набор поправок:
Поправки на гош взаимодействие
Вводим 4 поправки «алкил-алкил»
Поправка на симметрию:
/>, />
Таблица 1
Кол-во вкладов
Вклад
Вклад в энтальпию, кДж/моль
Вклад
Вклад в энтропию Дж/К*моль
Вклад
Вклад в т/емкость Дж/К*моль
СН3-(С)
5
-42,19
-210,95
127,29
636,45
25,910
129,55
СН-(3С)
3
-7,95
-23,85
-50,52
-151,56
19,000
57
∑
8
-225,94
486,98
187,68
гош-поправка
4
3,35
13,4
поправка на симм.
σнар=2
σвнутр=81
-51,432
ΔHo
-221,4
So
433,458
Сpo
186,55
2-Изопропил-5-метилфенол
Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для />/> и />, вводим набор поправок.–PAGE_BREAK–
Поправка на симметрию: />
/>
Поправка на орто-взаимодействие заместителей: OH(цис-)-C3 = 6,9 кДж/моль
Таблица 4
Кол-во вкла-дов
Вклад
Вклад в энтальпию, кДж/моль
Вклад
Вклад в энтропию Дж/К*моль
Вклад
Вклад в т/емкость Дж/К*моль
СН3-(Сb)
1
-42,19
-42,19
127,29
127,29
13,56
13,56
СН-(2C, Сb)
1
-4,1
-4,1
-50,86
-50,86
20,43
20,43
СН3-(С)
2
-42,19
-84,38
127,29
254,58
25,91
51,82
ОН-(Сb)
1
-158,64
-158,64
121,81
121,81
18
18
Cb-C
2
23,06
46,12
-32,19
-64,38
11,18
22,36
Cb–(O)
1
-3,77
-3,77
-42,7
-42,7
16,32
16,32
Cb-H
3
13,81
41,43
48,26
144,78
17,16
51,48
∑
11
-205,53
490,52
193,97
Попр. на орто вз-вие
6,9
поправка на симм.
σнар=1
σвнутр=27
-27,402
ΔHo
-198,63
So
463,118
Сpo
193,97
1-Метилэтилметаноат
Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для />/> и />, вводим набор поправок. Поправки на гош – взаимодействие отсутствуют.
Поправка на симметрию: />
/>
Таблица 4
Кол-во вкла-дов
Вклад
Вклад в энтальпию, кДж/моль
Вклад
Вклад в энтропию Дж/К*моль
Вклад
Вклад в т/емкость Дж/К*моль
СН3-(С)
2
-42,19
-84,38
127,29
254,58
25,910
51,82
(CO)H–(O)
1
-134,37
-134,37
146,21
146,21
17,41
29,43
О-(СО, С)
1
-180,41 продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–
289,780
326,950
367,549
С
8
8,644
11,929
14,627
16,862
18,820
19,874
Н2
9
28,836
29,179
29,259
29,321
29,511
29,614
∑
328,676
358,043
380,347
398,785
416,161
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Энтропия.
/>
/>
Для расчета из таблицы Бенсона выпишем парциальные вклады />соответственно для 298К, 400К, 500К, 600К, 800К и путем интерполяции найдем />для 730К.
Таблица 5
Кол-во вкладов
Сpi, 298K,
Сpi, 400K,
Сpi, 500K,
Сpi, 600K,
Сpi, 730K,
Сpi, 800K,
СН3-(С)
5
25,910
32,820
39,950
45,170
51,235
54,5
СН-(3С)
3
19
25,12
30,01
33,7
37,126
38,97
∑
8
186,550
239,460
289,780
326,950
367,549
/>
/>
/>
/>
/>
Задание №3
Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить (жидкость-пар) температуру, критическое давление, критический объем, ацентрический фактор.
Метод Лидерсена
Критическую температуру находим по формуле:
/>
где />-критическая температура; />-температура кипения (берем из таблицы данных); />-сумма парциальных вкладов в критическую температуру.
Критическое давление находится по формуле:
/>
где />-критическое давление; />-молярная масса вещества; />-сумма парциальных вкладов в критическое давление.
Критический объем находим по формуле:
/>
где />-критический объем; />-сумма парциальных вкладов в критический объем.
Ацентрический фактор рассчитывается по формуле:
/>;
где />-ацентрический фактор; />-критическое давление, выраженное в физических атмосферах; />/>-приведенная нормальная температура кипения вещества; продолжение
–PAGE_BREAK–
/>-нормальная температура кипения вещества в градусах Кельвина;
/>-критическая температура в градусах Кельвина.
Для расчета, выбираем парциальные вклады для каждого вещества из таблицы составляющих для определения критических свойств по методу Лидерсена.
2,3,4-Триметилпентан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа
кол-во
ΔT
ΔP
ΔV
СН3-
5
0,1
1,135
275
СН-
3
0,036
0,63
153
∑
8
0,136
1,765
428
Критическая температура.
/>/>
Критическое давление.
/>/>. />
Критический объем.
/>
Ацентрический фактор.
Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.
/>; />/>/>
/>
2-Изопропил-5-метилфенол
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа
/>к-во
/>
/>
CН3
3
0,06
0,681
165
=СН (цикл)
3
0,033
0,462
111
=С
3
0,033
0,462
108
СН-
1
0,012
0,21
51
СН2-
1
0,02
0,227
55
ОН-(фенол)
1
0,031
-0,02
18
Сумма
12
0,189
2,022
508
Критическая температура.
/> />
Критическое давление.
/> />
Критический объем.
/>
Ацентрический фактор.
Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.
/> /> /> /> продолжение
–PAGE_BREAK–
/>
1-Метилэтилметаноат
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа
кол-во
ΔT
ΔP
ΔV
СН3
2
0,04
0,454
110
,-СОО-
1
0,047
0,47
80
СН-
1
0,012
0,21
51
Сумма
4
0,099
1,134
241
Критическая температура.
/>/> />
Критическое давление.
/>; />
Критический объем.
/>
Ацентрический фактор.
Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.
/> /> /> />
/>
1,4-Диаминобутан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа
кол-во
ΔT
ΔP
ΔV
СН2-
4
0,08
0,908
220
NН2-
2
0,062
0,19
56
Сумма
6
0,142
1,098
276
Критическая температура.
/> />
Критическое давление.
/> />
Критический объем.
/>
Ацентрический фактор.
Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.
/> /> /> />
/>.
Метод Джобака
Критическую температуру находим по уравнению;
/>
где />-критическая температура; />-температура кипения (берем из таблицы данных);
/>-количество структурных фрагментов в молекуле; />-парциальный вклад в свойство. продолжение
–PAGE_BREAK–
Критическое давлениенаходим по формуле:
/>
где />-критическое давление в барах; />-общее количество атомов в молекуле; />/>-количество структурных фрагментов; />-парциальный вклад в свойство.
Критический объемнаходим 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
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
3
0,0429
0,0024
СН-
1
0,0164
0,002
СН2-
1
0,0189
ОН
1
0,0741
0,0112
Критическая температура.
/> />
Критическое давление.
/>; /> продолжение
–PAGE_BREAK–
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
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: />
/> продолжение
–PAGE_BREAK–
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. продолжение
–PAGE_BREAK–
/> />; 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 продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–
-3.6614
0.0117
0.3025
373
0.66
-2.7559
-2.8772
0.0265
0.6844
398
0.70
-2.2529
-2.2418
0.0532
1.3723
423
0.75
-1.8109
-1.7232
0.0969
2.4988
448
0.79
-1.4183
-1.2962
0.1634
4.2121
473
0.84
-1.0658
-0.9406
0.2589
6.6750
498
0.88
-0.7456
-0.6397
0.3908
10.0737
523
0.93
-0.4510
-0.3791
0.5678
14.6373
Корреляция Риделя
/>
/> /> /> /> />
/> />
где />— приведенная температура кипения.
/>
/>
/> /> />
/> />
Т
Тr
Pvp,r
Pvp, bar
298
0,53
0.0014
0.0353
323
0,57
0.0044
0.1130
348
0,62
0.0116
0.2980
373
0,66
0.0262
0.6749
398
0,70
0.0526
1.3551
423
0,75
0.0959
2.4714
448
0,79
0.1619
4.1733
473
0,84
0.2570
6.6263
498
0,88
0.3887
10.0201
523
0,93
0.5659
14.5888
Метод Амброуза-Уолтона
/>
/>
/>
/>
где /> продолжение
–PAGE_BREAK–
Т
Тr
τ
f(0)
f(1)
f(2)
Pvp,r
Pvp, bar
298
0.53
0.47
-4.7749
-5.7272
-0.1898
0.0015
0.0376
323
0.57
0.43
-3.9915
-4.5453
-0.1154
0.0046
0.1186
348
0.62
0.38
-3.3261
-3.6088
-0.0599
0.0120
0.3082
373
0.66
0.34
-2.7529
-2.8564
-0.0215
0.0267
0.6893
398
0.70
0.30
-2.2531
-2.2438
0.0018
0.0532
1.3713
423
0.75
0.25
-1.8124
-1.7386
0.0128
0.0964
2.4864
448
0.79
0.21
-1.4197
-1.3167
0.0144
0.1624
4.1858
473
0.84
0.16
-1.0663
-0.9598
0.0094
0.2575
6.6387
498
0.88
0.12
-0.7453
-0.6537
0.0013
0.3893
10.0350
523
0.93
0.07
-0.4506
-0.3870
-0.0061
0.5663
14.5996
2-Изопропил-5-метилфенол
Корреляция Ли-Кеслера
Она основана на использовании принципа соответственных состояний.
/>
/>
/>
Давление Pvpопределяем из приведенного давления насыщенных паров Pvp,rи критического давления данного вещества. Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.
Т
Тr
f(0)
f(1)
Pvp,r
Pvp, bar
298
0,42
-7,2860
-10,0247
0,0000
0,0001
323
0,46
-6,2699
-8,2282
0,0000
0,0006
348
0,49
-5,4061
-6,7626
0,0001
0,0033
373
0,53
-4,6634
-5,5563
0,0004
0,0139
398
0,57
-4,0188
-4,5563
0,0013
0,0474
423
0,60
-3,4544 продолжение
–PAGE_BREAK–
-3,7228
0,0036
0,1353
448
0,64
-2,9566
-3,0250
0,0090
0,3339
473
0,67
-2,5146
-2,4391
0,0196
0,7303
498
0,71
-2,1198
-1,9462
0,0387
1,4434
523
0,74
-1,7652
-1,5313
0,0703
2,6187
548
0,78
-1,4453
-1,1823
0,1186
4,4171
Корреляция Риделя
/>
/> /> /> /> />
/> />
где />— приведенная температура кипения.
А
В
С
D
θ
αc
ψ
14,4917
14,9057
-8,6911
0,41405
-0,414
8,698911
1,060095
Т
Тr
Pvp,r
Pvp, bar
298
0,42
0,0000
0,0001
323
0,46
0,0000
0,0005
348
0,49
0,0001
0,0027
373
0,53
0,0003
0,0113
398
0,57
0,0010
0,0379
423
0,60
0,0029
0,1065
448
0,64
0,0070
0,2600
473
0,67
0,0152
0,5649
498
0,71
0,0299
1,1140
523
0,74
0,0544
2,0270
548
0,78
0,0926
3,4487
Корреляция Амброуза-Уолтона.
/>
/>
/>
/>
где /> продолжение
–PAGE_BREAK–
Т
Тr
τ
f(0)
f(1)
f(2)
Pvp,r
Pvp, bar
298
0,42
0,58
-7,3100
-10,0411
-0,4400
0,0000
0,0001
323
0,46
0,54
-6,3052
-8,2518
-0,3432
0,0000
0,0005
348
0,49
0,51
-5,4543
-6,8153
-0,2578
0,0001
0,0028
373
0,53
0,47
-4,7246
-5,6488
-0,1848
0,0003
0,0117
398
0,57
0,43
-4,0918
-4,6919
-0,1245
0,0010
0,0391
423
0,60
0,40
-3,5376
-3,8993
-0,0765
0,0029
0,1095
448
0,64
0,36
-3,0476
-3,2368
-0,0399
0,0071
0,2659
473
0,67
0,33
-2,6109
-2,6782
-0,0138
0,0154
0,5745
498
0,71
0,29
-2,2187
-2,2032
0,0030
0,0303
1,1271
523
0,74
0,26
-1,8639
-1,7960
0,0121
0,0548
2,0425
548
0,78
0,22
-1,5408
-1,4440
0,0147
0,0930
3,4651
1-Метилэтилметаноат
Корреляция Ли-Кесслера.
Она основана на использовании принципа соответственных состояний.
/>
/>
/>
Давление Pvpопределяем из приведенного давления насыщенных паров Pvp,rи критического давления данного вещества. Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.
Т
Тr
f(0)
f(1)
Pvp,r
Pvp, bar
298
0.57
-3.9869
-4.6056
0.0047
0.1918
323
0.62
-3.2637
-3.5627
0.0131
0.5403
348
0.67
-2.6492
-2.7387
0.0311
1.2786
373
0.72
-2.1203
-2.0821
0.0643
2.6420 продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–
0,84
0,7499
6,9079
32439,07
24325,78
498
0,88
0,9953
8,0355
37734,44
37558,03
523
0,93
0,9882
7,8187
36716,17
36283,23
Корреляция Амброуза-Уолтона
/>;
/> />для стандартных условий />;
приведенную температуру найдем как />, в интервале от 298К до />.
приведенное давление/>возьмем из задания №7 />; ацентрический фактор />возьмем из задания №3.
Т
Тr
τ
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,53
0,47
0,9950
7,9532
37347,82
37161,89
323
0,57
0,43
0,9876
7,7074
36193,59
35745,55
348
0,62
0,38
0,9741
7,4924
35183,80
34272,84
373
0,66
0,34
0,9524
7,3086
34320,59
32688,59
398
0,70
0,30
0,9208
7,1562
33605,15
30945,29
423
0,75
0,25
0,8777
7,0358
33039,95
28999,67
448
0,79
0,21
0,8213
6,9490
32631,95
26802,17
473
0,84
0,16
0,7493
6,8991
32397,63
24277,03
498
0,88
0,12
0,6573
6,8938
32372,85
21279,77
523
0,93
0,07
0,5354
6,9504
32638,75
17475,47
2-Изопропил-5-метилфенол
Уравнение Ли-Кеслера.
/>;
/>для стандартных условий />
/> продолжение
–PAGE_BREAK–
приведенную температуру найдем как />, в интервале от 298К до />.
приведенное давление возьмем из задания №7 />ацентрический фактор />возьмем из задания №3.
Т
Тr
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,42
1,0000
11,3574
66425,87
66424,98
323
0,46
0,9999
11,0380
64558,12
64552,83
348
0,49
0,9996
10,7214
62706,58
62683,74
373
0,53
0,9987
10,4089
60878,55
60802,23
398
0,57
0,9965
10,1020
59083,73
58875,79
423
0,60
0,9916
9,8030
57334,81
56853,90
448
0,64
0,9825
9,5146
55648,10
54674,01
473
0,67
0,9672
9,2404
54044,21
52272,64
498
0,71
0,9438
8,9847
52548,93
49596,79
523
0,74
0,9105
8,7531
51194,11
46610,63
548
0,78
0,8656
8,5521
50018,63
43294,20
Корреляция Риделя.
/>;
/>
/>для стандартных условий />,
R=8.314, />-возьмем из задания №3., />-Возьмем из задания №7., />, в интервале от 298К до />.
Т
Тr
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,42
1,0000
11,2302
65682,07
65681,29
323
0,46
0,9999
10,9259
63902,56
63898,06 продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–
473
0,67
0,33
0,9743
9,1462
53493,23
52118,83
498
0,71
0,29
0,9564
8,9088
52105,13
49833,97
523
0,74
0,26
0,9309
8,7021
50895,93
47379,29
548
0,78
0,22
0,8962
8,5278
49876,71
44701,59
1-Метилэтилметаноат
Уравнение Ли-Кесслера.
/>;
/>для стандартных условий />
/>
приведенную температуру найдем как />, в интервале от 298К до />.
приведенное давление возьмем из задания №7 />ацентрический фактор />возьмем из задания №3.
Т
Тr
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,57
0.9875
7.7819
33641.14
33221.48
323
0,62
0.9722
7.5535
32653.82
31745.57
348
0,67
0.9467
7.3415
31737.07
30044.85
373
0,72
0.9087
7.1531
30922.64
28100.90
398
0,77
0.8565
6.9981
30252.77
25912.25
423
0,81
0.7879
6.8894
29782.68
23466.52
448
0,86
0.6993
6.8433
29583.32
20687.41
473
0,91
0.5822
6.8805
29744.48
17316.34
498
0,96
0.4113
7.0272
30378.37
12493.41
Корреляция Риделя
/>;
/>
/>для стандартных условий />,
R=8.314, />-возьмем из задания №3., />-Возьмем из задания №7., />, в интервале от 298К до />. продолжение
–PAGE_BREAK–
Т
Тr
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,57
0,9880
7,8163
33789,72
33382,67
323
0,62
0,9730
7,5913
32817,11
31931,53
348
0,67
0,9480
7,3826
31915,03
30256,96
373
0,72
0,9107
7,1976
31115,20
28337,76
398
0,77
0,8591
7,0460
30459,84
26169,07
423
0,81
0,7911
6,9406
30004,15
23734,94
448
0,86
0,7027
6,8978
29819,01
20954,92
473
0,91
0,5856
6,9383
29994,17
17564,14
498
0,96
0,4141
7,0881
30641,78
12687,25
Корреляция Амброуза-Уолтона
/>;
/> />для стандартных условий />;
приведенную температуру найдем как />, в интервале от 298К до />.
приведенное давление/>возьмем из задания №7 />; ацентрический фактор />возьмем из задания №3.
Т
Тr
τ
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,57
0,43
0,9871
7,6708
33160,93
32733,50
323
0,62
0,38
0,9717
7,4422
32172,37
31261,74
348
0,67
0,33
0,9464
7,2501
31342,23
29661,90
373
0,72
0,28
0,9090
7,0951
30671,94
27879,76
398
0,77
0,23
0,8574
6,9779
30165,34
25864,15
423 продолжение
–PAGE_BREAK–
0,81
0,19
0,7894
6,9011
29833,55
23549,59
448
0,86
0,14
0,7009
6,8711
29703,66
20820,75
473
0,91
0,09
0,5838
6,9025
29839,19
17420,57
498
0,96
0,04
0,4134
7,0358
30415,79
12574,31
1,4-Диаминобутан
/>
Уравнение Ли-Кеслера.
/>;
/>для стандартных условий />
/>
приведенную температуру найдем как />, в интервале от 298К до />.
приведенное давление возьмем из задания №7 />ацентрический фактор />возьмем из задания №3.
Т
Тr
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,47
0.9998
10.4921
54985.46
54975.76
323
0,51
0.9992
10.1644
53268.14
53228.08
348
0,55
0.9976
9.8424
51580.68
51454.44
373
0,59
0.9935
9.5287
49936.51
49614.10
398
0,63
0.9856
9.2266
48353.51
47655.19
423
0,67
0.9716
8.9407
46855.04
45526.48
448
0,71
0.9498
8.6766
45471.12
43188.03
473
0,75
0.9180
8.4417
44239.75
40614.05
498
0,79
0.8745
8.2449
43208.40
37783.67
523
0,83
0.8167
8.0974
42435.70
34656.46
548
0,87
0.7412
8.0130
41993.32
31123.68
573
0,91
0.6410
8.0082
41967.96
26902.36
598
0,95
0.4997
8.1028
42463.68
21219.02
Корреляция Риделя.
/>;
/>
/>для стандартных условий />, R=8.314, />— возьмем из задания №3, />— возьмем из задания №7, />, в интервале от 298К до />. продолжение
–PAGE_BREAK–
Т
Тr
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,47
0,9998
10,4520
54774,98
54765,50
323
0,51
0,9993
10,1364
53121,09
53082,11
348
0,55
0,9976
9,8264
51496,67
51374,06
373
0,59
0,9937
9,5246
49914,99
49601,87
398
0,63
0,9860
9,2343
48393,69
47714,59
423
0,67
0,9724
8,9599
46955,83
45660,75
448
0,71
0,9511
8,7072
45631,04
43398,44
473
0,75
0,9200
8,4831
44456,84
40898,11
498
0,79
0,8770
8,2967
43480,09
38133,66
523
0,83
0,8199
8,1591
42758,67
35058,27
548
0,87
0,7449
8,0836
42363,30
31555,67
573
0,91
0,6449
8,0867
42379,60
27332,66
598
0,95
0,5033
8,1880
42910,27
21597,07
Корреляция Амброуза-Уолтона.
/>;
/> />для стандартных условий />;
приведенную температуру найдем как />, в интервале от 298К до />.
приведенное давление/>возьмем из задания №7 />; ацентрический фактор />возьмем из задания №3.
Т
Тr
τ
ΔvZ
Ψ
ΔvHT
ΔvHT
298
0,47
0,53
0,9998
10,552
55299,19
55289,05
323
0,51
0,49
0,9992
10,1475 продолжение
–PAGE_BREAK–
53179,53
53137,79
348
0,55
0,45
0,9975
9,7729
51216,13
51086,1
373
0,59
0,41
0,9934
9,4299
49418,83
49091,27
398
0,63
0,37
0,9853
9,1199
47794,21
47093,38
423
0,67
0,33
0,9715
8,8438
46347,12
45025,66
448
0,71
0,29
0,9499
8,6025
45082,52
42822,98
473
0,75
0,25
0,9186
8,3974
44007,78
40424,33
498
0,79
0,21
0,8755
8,231
43135,84
37767,21
523
0,83
0,17
0,8183
8,1078
42490,04
34771,52
548
0,87
0,13
0,7433
8,0359
42112,97
31304,44
573
0,91
0,09
0,6438
8,0308
42086,27
27094,47
598
0,95
0,05
0,5035
8,1273
42592,24
21443,41
Задание №9
Для первого вещества рекомендованными методами рассчитать вязкость вещества при Т=730К и низком давлении.
Теоретический расчет:
/>
где />— вязкость при низком давлении; М — молярная масса; Т — температура; />-интеграл столкновений; />диаметр.
/>
где характеристическая температура />где />— постоянная Больцмана; />— энергетический параметр; A=1.16145;B=0.14874; C=0.52487; D=077320; E=2.16178; F=2.43787.
/> где />— ацентрический фактор; />и />-возьмем из предыдущих заданий.
/>
2,3,4-Триметилпентан
/>;
/>;
/>
/> продолжение
–PAGE_BREAK–
/>
Метод Голубева.
Т.к. приведенная температура />то используем формулу:
/>
где />где />— молярная масса, критическое давление и критическая температура соответственно.
/>
/> мкП.
Метод Тодоса.
/>
где />/>-критическая температура, критическое давление, молярная масса соответственно.
/>
/>
Задание №10.
Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами вязкость вешества при температуре 730К. и давлении 100атм.
2,3,4-Триметилпентан
Расчет, основанный на понятии остаточной вязкости.
/>
где />— вязкость плотного газа мкП; />— вязкость при низком давлении мкП; />— приведенная плотность газа; />
/>
/>
/>
Задание №11
Для первого вещества рекомендованными методами рассчитать теплопроводность вещества при температуре 730К и низком давлении.
Теплопроводность индивидуальных газов при низких давлениях рассчитывается по:
Корреляции Эйкена;
Модифицированной корреляции Эйкена и по корреляции Мисика-Тодоса.
Корреляция Эйкена.
/>
где />взято из задания №9; М=114,23 г/моль молярная масса вещества; />— изобарная теплоемкость; R=1,987.
/>
/>;
/>
Модифицированная корреляция Эйкена.
/>
где />взято из задания №9; М=114,23 г/моль молярная масса вещества; />— изобарная теплоемкость; R=1,987.
/>
/>;
/>
Корреляция Мисика-Тодоса.
/>
где />/>— критическая температура давление и молярная масса соответственно; />теплоемкость вещества при стандартных условиях; />— приведенная температура.
/>
/>
Задание №12
Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730К и давлении 100 атм.
2,3,4-Триметилпентан
/>, выбираем уравнение:
/>
/> />
Где />— критическая температура давление объем и молярная масса соответственно.
/>, />, />.