Химия / Реферат: Теплоемкость органических веществ и ее прогнозирование методом Бенсона и при повышенном давлении

Реферат: Теплоемкость органических веществ и ее прогнозирование методом Бенсона и при повышенном давлении

Расчет теплоемкости иллюстрируется примером 3.2.

Пример 3.2

Рассчитать теплоемкость () изобутилбензола при давлении, изменяющемся от 0,31 до 150 атм, и при температурах 325,0, 487,5 и 780,0 К. Дать графическую зависимость изотерм и выполнить их анализ. Указать фазовые состояния изобутилбензола при рассматриваемых параметрах. Критические температура, давление и ацентрический фактор изобутилбензола равны: 650 К, 31 атм и 0,378.

Изотермические изменения теплоемкости, рассчитанные по уравнению


Значения для простого вещества

Tr Pr
0,010 0,050 0,100 0,200 0,400 0,600 0,800
0,30 2,805 2,807 2,809 2,814 2,830 2,842 2,854
0,35 2,808 2,810 2,812 2,815 2,823 2,835 2,844
0,40 2,925 2,926 2,928 2,933 2,935 2,940 2,945
0,45 2,989 2,990 2,990 2,991 2,993 2,995 2,997
0,50 3,006 3,005 3,004 3,003 3,001 3,000 2,998
0,55 0,118 3,002 3,000 2,997 2,990 2,984 2,978
0,60 0,089 3,009 3,006 2,999 2,986 2,974 2,963
0,65 0,069 0,387 3,047 3,036 3,014 2,993 2,973
0,70 0,054 0,298 0,687 3,138 3,099 3,065 3,033
0,75 0,044 0,236 0,526 3,351 3,284 3,225 3,171
0,80 0,036 0,191 0,415 1,032 3,647 3,537 3,440
0,85 0,030 0,157 0,336 0,794 4,404 4,158 3,957
0,90 0,025 0,131 0,277 0,633 1,858 5,679 5,095
0,93 0,023 0,118 0,249 0,560 1,538 4,208 6,720
0,95 0,021 0,111 0,232 0,518 1,375 3,341 9,316
0,97 0,020 0,104 0,217 0,480 1,240 2,778 9,585
0,98 0,019 0,101 0,210 0,463 1,181 2,563 7,350
0,99 0,019 0,098 0,204 0,447 1,126 2,378 6,038
1,00 0,018 0,095 0,197 0,431 1,076 2,218 5,156
1,01 0,018 0,092 0,191 0,417 1,029 2,076 4,516
1,02 0,017 0,089 0,185 0,403 0,986 1,951 4,025
1,05 0,016 0,082 0,169 0,365 0,872 1,648 3,047
1,10 0,014 0,071 0,147 0,313 0,724 1,297 2,168
1,15 0,012 0,063 0,128 0,271 0,612 1,058 1,670
1,20 0,011 0,055 0,113 0,237 0,525 0,885 1,345
1,30 0,009 0,044 0,089 0,185 0,400 0,651 0,946
1,40 0,007 0,036 0,072 0,149 0,315 0,502 0,711
1,50 0,006 0,029 0,060 0,122 0,255 0,399 0,557
1,60 0,005 0,025 0,050 0,101 0,210 0,326 0,449
1,70 0,004 0,021 0,042 0,086 0,176 0,271 0,371
1,80 0,004 0,018 0,036 0,073 0,150 0,229 0,311
1,90 0,003 0,016 0,031 0,063 0,129 0,196 0,265
2,00 0,003 0,014 0,027 0,055 0,112 0,170 0,229
2,20 0,002 0,011 0,021 0,043 0,086 0,131 0,175
2,40 0,002 0,009 0,017 0,034 0,069 0,104 0,138
2,60 0,001 0,007 0,014 0,028 0,056 0,084 0,112

2,80 0,001 0,006 0,012 0,023 0,046 0,070 0,093
3,00 0,001 0,005 0,010 0,020 0,039 0,058 0,078
3,50 0,001 0,003 0,007 0,013 0,027 0,040 0,053
4,00 0,001 0,002 0,005 0,010 0,019 0,029 0,038

Таблица 3.2

состояния Ли-Кеслера

Pr
1,000 1,200 1,500 2,000 3,000 5,000 7,000 10,000
2,866 2,878 2,896 2,927 2,989 3,122 3,257 3,466
2,853 2,861 2,875 2,897 2,944 3,042 3,145 3,313
2,951 2,956 2,965 2,979 3,014 3,085 3,164 3,293
2,999 3,002 3,006 3,014 3,032 3,079 3,135 3,232
2,997 2,996 2,995 2,995 2,999 3,019 3,054 3,122
2,973 2,968 2,961 2,951 2,938 2,934 2,947 2,988
2,952 2,942 2,927 2,907 2,874 2,840 2,831 2,847
2,955 2,938 2,914 2,878 2,822 2,753 2,720 2,709
3,003 2,975 2,937 2,881 2,792 2,681 2,621 2,582
3,122 3,076 3,015 2,928 2,795 2,629 2,537 2,469
3,354 3,277 3,176 3,038 2,838 2,601 2,473 2,373
3,790 3,647 3,470 3,240 2,931 2,599 2,427 2,292
4,677 4,359 4,000 3,585 3,096 2,626 2,399 2,227
5,766 5,149 4,533 3,902 3,236 2,657 2,392 2,195
7,127 6,010 5,050 4,180 3,351 2,684 2,391 2,175
10,011 7,451 5,785 4,531 3,486 2,716 2,393 2,159
13,270 8,611 6,279 4,743 3,560 2,733 2,395 2,151
21,948 10,362 6,897 4,983 3,641 2,752 2,398 2,144
****** 13,281 7,686 5,255 3,729 2,773 2,401 2,138
22,295 18,967 8,708 5,569 3,821 2,794 2,405 2,131
13,184 31,353 10,062 5,923 3,920 2,816 2,408 2,125
6,458 20,234 16,457 7,296 4,259 2,891 2,425 2,110
3,649 6,510 13,256 9,787 4,927 3,033 2,462 2,093
2,553 3,885 6,985 9,094 5,535 3,186 2,508 2,083
1,951 2,758 4,430 6,911 5,710 3,326 2,555 2,079
1,297 1,711 2,458 3,850 4,793 3,452 2,628 2,077
0,946 1,208 1,650 2,462 3,573 3,282 2,626 2,068
0,728 0,912 1,211 1,747 2,647 2,917 2,525 2,038
0,580 0,719 0,938 1,321 2,016 2,508 2,347 1,978
0,475 0,583 0,752 1,043 1,586 2,128 2,130 1,889
0,397 0,484 0,619 0,848 1,282 1,805 1,907 1,778

0,336 0,409 0,519 0,706 1,060 1,538 0,696 1,656
0,289 0,350 0,443 0,598 0,893 1,320 1,505 1,531
0,220 0,265 0,334 0,446 0,661 0,998 1,191 1,292
0,173 0,208 0,261 0,347 0,510 0,779 0,956 1,086
0,140 0,168 0,210 0,278 0,407 0,624 0,780 0,917
0,116 0,138 0,172 0,227 0,332 0,512 0,647 0,779
0,097 0,116 0,144 0,190 0,277 0,427 0,545 0,668
0,066 0,079 0,098 0,128 0,187 0,289 0,374 0,472
0,048 0,057 0,071 0,093 0,135 0,209 0,272 0,350

Изотермические изменения теплоемкости, рассчитанные по уравнению

Значения для простого вещества

Tr Pr
0,010 0,050 0,100 0,200 0,400 0,600 0,800
0,30 8,462 8,445 8,424 8,381 8,281 8,192 8,102
0,35 9,775 9,762 9,746 9,713 9,646 9,568 9,499
0,40 11,494 11,484 11,471 11,438 11,394 11,343 11,291
0,45 12,651 12,643 12,633 12,613 12,573 12,532 12,492
0,50 13,111 13,106 13,099 13,084 13,055 13,025 12,995
0,55 0,511 13,035 13,030 13,021 13,002 12,981 12,961
0,60 0,345 12,679 12,675 12,668 12,653 12,637 12,620
0,65 0,242 1,518 12,148 12,145 12,137 12,128 12,117
0,70 0,174 1,026 2,968 11,557 11,564 11,563 11,559
0,75 0,129 0,726 1,747 10,967 10,995 11,011 11,019
0,80 0,097 0,532 1,212 3,511 10,490 10,536 10,566
0,85 0,075 0,399 0,879 2,247 9,999 10,153 10,245
0,90 0,058 0,306 0,658 1,563 5,486 9,793 10,180
0,93 0,050 0,263 0,560 1,289 3,890 ****** 10,285
0,95 0,046 0,239 0,505 1,142 3,215 9,389 9,993
0,97 0,042 0,217 0,456 1,018 2,712 6,588 ******
0,98 0,040 0,207 0,434 0,962 2,506 5,711 ******
0,99 0,038 0,198 0,414 0,911 2,324 5,027 ******
1,00 0,037 0,189 0,394 0,863 2,162 4,477 10,511
1,01 0,035 0,181 0,376 0,819 2,016 4,026 8,437
1,02 0,034 0,173 0,359 0,778 1,884 3,648 7,044
1,05 0,030 0,152 0,313 0,669 1,559 2,812 4,679
1,10 0,024 0,123 0,252 0,528 1,174 1,968 2,919

1,15 0,020 0,101 0,205 0,424 0,910 1,460 2,048
1,20 0,016 0,083 0,168 0,345 0,722 1,123 1,527
1,30 0,012 0,058 0,116 0,235 0,476 0,175 0,938
1,40 0,008 0,042 0,083 0,166 0,329 0,484 0,624
1,50 0,006 0,030 0,061 0,120 0,235 0,342 0,437
1,60 0,005 0,023 0,045 0,089 0,173 0,249 0,317
1,70 0,003 0,017 0,034 0,068 0,130 0,187 0,236
1,80 0,003 0,013 0,027 0,052 0,100 0,143 0,180
1,90 0,002 0,011 0,021 0,041 0,078 0,111 0,140
2,00 0,002 0,008 0,017 0,032 0,062 0,088 0,110
2,20 0,001 0,005 0,011 0,021 0,040 0,057 0,072
2,40 0,001 0,004 0,007 0,014 0,028 0,039 0,049
2,60 0,001 0,003 0,005 0,010 0,020 0,028 0,035
2,80 0,000 0,002 0,004 0,008 0,014 0,021 0,026
3,00 0,000 0,001 0,003 0,006 0,011 0,016 0,020
3,50 0,000 0,001 0,002 0,003 0,006 0,009 0,012
4,00 0,000 0,001 0,001 0,002 0,004 0,006 0,008

Таблица 3.3

состояния Ли-Кеслера

Pr
1,000 1,200 1,500 2,000 3,000 5,000 7,000 10,000
8,011 7,920 7,785 7,558 7,103 6,270 5,372 4,020
9,430 9,360 9,256 9,080 8,728 8,013 7,290 6,285
11,240 11,188 11,110 10,980 10,709 10,170 9,625 8,803
12,451 12,409 12,347 12,243 12,029 11,592 11,183 10,533
12,964 12,933 12,886 12,805 12,639 12,288 11,946 11,419
12,939 12,917 12,882 12,823 12,695 12,407 12,103 11,673
12,589 12,574 12,550 12,506 12,407 12,165 11,905 11,526
12,105 12,092 12,060 12,026 11,943 11,728 11,494 11,141
11,553 11,536 11,524 11,495 11,416 11,208 10,985 10,661
11,024 11,022 11,013 10,986 10,898 10,677 10,448 10,132
10,583 10,590 10,587 10,556 10,446 10,176 9,917 9,591
10,297 10,321 10,324 10,278 10,111 9,740 9,433 9,075
10,349 10,409 10,401 10,279 9,940 9,389 8,999 8,592
10,769 10,875 10,801 10,523 9,965 9,225 8,766 8,322
11,420 11,607 11,387 10,865 10,055 9,136 8,621 8,152
13,001 ****** 12,498 11,445 10,215 9,061 8,485 7,986
****** ****** ****** 11,856 10,323 9,037 8,420 7,905

****** ****** ****** 12,388 10,457 9,011 8,359 7,826
****** ****** ****** 13,081 10,617 8,990 8,293 7,747
****** ****** ****** ****** 10,805 8,973 8,236 7,670
****** ****** ****** ****** 11,024 8,960 8,182 7,595
7,173 2,277 ****** ****** 11,852 8,939 8,018 7,377
3,877 4,002 3,927 ****** ****** 8,933 7,759 7,031
2,587 2,844 2,236 7,716 12,812 8,849 7,504 6,702
1,881 2,095 1,962 2,965 9,494 8,508 7,206 6,384
1,129 1,264 1,327 1,288 3,855 6,758 6,365 5,735
0,743 0,833 0,904 0,905 1,652 4,524 5,193 5,035
0,517 0,580 0,639 0,666 0,907 2,823 3,944 4,289
0,374 0,419 0,466 0,499 0,601 1,755 2,871 3,545
0,278 0,312 0,349 0,380 0,439 1,129 2,060 2,867
0,212 0,238 0,267 0,296 0,337 0,764 1,483 2,287
0,164 0,185 0,209 0,234 0,267 0,545 1,085 1,817
0,130 0,146 0,166 0,187 0,217 0,407 0,812 1,466
0,085 0,096 0,110 0,126 0,150 0,256 0,492 0,941
0,058 0,066 0,076 0,089 0,109 0,180 0,329 0,644
0,042 0,048 0,056 0,066 0,084 0,137 0,239 0,466
0,031 0,036 0,042 0,051 0,067 0,110 0,187 0,356
0,024 0,028 0,033 0,041 0,055 0,092 0,153 0,285
0,015 0,017 0,021 0,026 0,038 0,067 0,108 0,190
0,010 0,012 0,015 0,019 0,029 0,054 0,085 0,146

Решение

1. Рассчитываются приведенные температуры:

= 325/650 =0,50; = 487,5/650 =0,75; = 780/650 =1,20.

2. При полученных приведенных температурах и значениях приведенных давлений таблиц Ли-Кеслера вычисляются значения . Необходимые для расчета величины получены в примере 3.1. Для и = 0,01 имеем:

= 187,9 + 8,31441×(3,006+0,378×13,111) = 254,1 Дж/(моль×К).

Фрагмент результатов расчета приведен в табл. 3.4 и 3.5, где жирным шрифтом выделены сведения, относящиеся к жидкому состоянию изобутилбензола.

3. Зависимость теплоемкости от давления при избранных температурах приведена на рис. 3.2. Характер полученных графических зависимостей различен для изотерм, принадлежащих жидкому и газообразному состояниям вещества. Теплоемкость жидкости мало зависит от давления, что очевидно. Теплоемкость газа в закритической области возрастает с увеличением давления до некоторого уровня, а затем начинает падать, т.е. зависимость носит экстремальный характер. Для докритической изотермы резкое изменение теплоемкости происходит при изменении фазового состояния вещества.

Рис. 3.2. Зависимость теплоемкости изобутилбензола от давления при 325, 487,5 и 780 К


Таблица 3.4

при приведенном давлении,

при приведенном давлении,

0,010 0,050 0,100 0,200 0,400 0,010 0,050 0,100 0,200 0,400
0,50 3,006 3,005 3,004 3,003 3,001 13,111 13,106 13,099 13,084 13,055
0,010 0,050 0,100 0,200 0,400 0,010 0,050 0,100 0,200 0,400
0,75 0,044 0,236 0,526 3,351 3,284 0,129 0,726 1,747 10,967 10,995
1,20 0,011 0,055 0,113 0,237 0,525 0,016 0,083 0,168 0,345 0,722

Таблица 3.5

T, K , Дж/(моль×К), при давлении, атм
0,31 1,55 3,1 6,2 12,4 18,6 24,8 31 37,2 46,5
325,0 254,00 253,97 253,94 253,89 253,78 253,68 253,56 253,46 253,35 253,20
487,5 270,70 274,17 279,79 332,25 331,79 331,35 330,92 330,53 330,14 329,61
780,0 368,68 369,25 370,00 371,59 375,17 379,42 384,52 390,67 398,05 411,53

К-во Просмотров: 201
Бесплатно скачать Реферат: Теплоемкость органических веществ и ее прогнозирование методом Бенсона и при повышенном давлении