3.1. Nyatakan muai volume dan kompresibilitas isotermal sebagai fungsi den-

sity p dan turunannya parsial. Untuk air pada 323,15 K (50 ° C) dan 1 bar, K = 44.18 x

bar-'. Untuk apa tekanan air harus dikompresi pada 323,15 K (50 ° C) untuk mengubah nya

densitas sebesar 1%? Asumsikan bahwa K adalah independen dari P.

3.2. Umumnya, volume muai B dan K kompresibilitas isotermal tergantung pada T dan P.

Buktikan bahwa:

3.3. Persamaan Tait untuk cairan ditulis untuk isoterm sebagai:

di mana V adalah molar atau spesifik volume, Vo adalah volume molar atau spesifik hipotetis di

nol tekanan, dan A dan B adalah konstanta positif. Menemukan ekspresi untuk isotermal

konsisten dengan persamaan ini kompresibilitas.

3.4. Untuk air cair kompresibilitas isotermal diberikan oleh:

mana c dan b adalah fungsi dari temperatur saja. Jika 1 kg air dikompresi isother-

mally dan reversibel dari 1 hingga 500 bar pada 333,15 K (60 ° C), berapa banyak pekerjaan yang diperlukan?

Pada 333,15 K (60 "C), b = 2.700 bar dan c = 0,125 cm3

g-'.

3,5. Hitung pekerjaan reversibel dilakukan dalam mengompresi 0,0283 m3

merkuri pada konstan

suhu 273,15 K (O ° C) dari 1 atm ke 3000 atm. Kompresibilitas isothermal

merkuri pada 273,15 K (O "C) adalah

di mana P adalah di atm dan K dalam atm-'.

3.6. Lima kilogram karbon tetraklorida cair menjalani, mekanis reversibel iso-

Baric perubahan keadaan pada 1 bar di mana perubahan suhu dari 273,15 K

(0 ° C) ke 293,15 K (20 ° C). Tentukan 'AV, W, Q, AHT

, Dan aut. Properti untuk

karbon tetraklorida cair pada 1 bar dan 273,15 K (0 ° C) dapat diasumsikan independen

suhu: p = 1,2 x lop3 K-', Cp = 0,84 kJ kg-' Kl, dan p = 1.590 kg mp3.

3.7. Sebuah substansi yang K adalah konstanta mengalami suatu, isotermal mekanis reversibel

proses dari keadaan awal (PI, VI) ke keadaan akhir (P2, V2), di mana V adalah volume molar.

(A) Dimulai dengan definisi K, menunjukkan bahwa jalur proses ini dijelaskan oleh:

(B) Tentukan ekspresi yang tepat yang memberikan pekerjaan isotermal dilakukan pada 1 mol

bahan ini konstan-K.

3.8. Satu mol gas ideal dengan Cp = (7/2) R dan Cv = (512) R mengembang dari bar PI = 8

dan Tl = 600 K untuk P2 = 1 bar oleh masing-masing jalur berikut:

(A) Konstan volume, (b) temperatur konstan, (c) adiabatik.

Dengan asumsi reversibilitas mekanik, menghitung W, Q, AU, dan AH untuk setiap proses.

Sketsa setiap jalur pada diagram V tunggal P.

3.9. Sebuah gas ideal awalnya pada 600 K dan 10 bar mengalami empat-langkah mekanis reversibel

siklus dalam sistem tertutup. Pada langkah 12, tekanan berkurang isotermal sampai 3 bar, pada langkah 23,

Tekanan menurun pada volume konstan sampai 2 bar, pada langkah 34, volume menurun konstan

tekanan, dan pada langkah 41, gas kembali adiabatik ke keadaan awal.

(A) Gambarkan siklus pada diagram PV.

(B) Tentukan (di mana tidak diketahui) baik T dan P untuk menyatakan 1, 2, 3, dan 4.

(C) Hitung Q, W, AU, dan AH untuk setiap langkah dari siklus.

Data: Cp = (7/2) R dan Cv = (5/2) R.

3.10. Sebuah gas ideal, Cp = (5/2) R dan Cv = (3/2) R, berubah dari P bar = 1 dan

V = {12 m3

untuk P2 = 12 bar dan V $ = 1 m3

oleh mekanis berikut reversibel

proses:

(A) isotermal kompresi.

(B) kompresi adiabatik diikuti dengan pendinginan pada tekanan konstan.

(C) kompresi adiabatik diikuti dengan pendinginan pada volume konstan.

(D) Pemanasan pada volume konstan diikuti dengan pendinginan pada tekanan konstan.

(E) Pendingin pada tekanan konstan diikuti dengan pemanasan pada volume konstan.

Menghitung Q, W, * AU, dan AHT

untuk masing-masing proses, dan sketsa jalan dari semua

proses pada diagram V tunggal P.

3.11. Para lapse rate lingkungan dT / dz mencirikan variasi lokal dari temperatur

dengan ketinggian di atmosfer bumi. Tekanan atmosfer bervariasi dengan elevasi

menurut rumus hidrostatik,

di mana M adalah massa molar, p adalah densitas molar, dan g adalah percepatan gravitasi lokal.

Asssume bahwa atmosfer adalah gas ideal, dengan T yang terkait dengan P oleh polytropic tersebut

rumus, Eq. (3.34 ~). Mengembangkan ekspresi untuk lapse rate lingkungan dalam kaitannya

ke M, g, R, dan 6.

3.12. Sebuah tangki dievakuasi diisi dengan gas dari garis konstan tekanan. Mengembangkan sebuah ekspresi

berkaitan dengan temperatur gas dalam tangki ke suhu T 'gas di baris.

Asumsikan gas ideal dengan kapasitas panas konstan, dan mengabaikan perpindahan panas antara

gas dan tangki. Massa dan energi saldo untuk masalah ini diperlakukan dalam Kel. 2.12.

3.13. Tunjukkan bagaimana Pers. (3.35) dan (3.36) mengurangi ke ekspresi yang sesuai untuk empat

nilai-nilai tertentu dari 6 terdaftar mengikuti Persamaan. (3.36).

3.14. Sebuah tangki dari 0,1 m3-

Volume berisi udara pada 298.15 K (25 ° C) dan 101.33 kPa. Tangki

terhubung ke saluran kompresi udara yang memasok udara pada kondisi konstan

3 18.15 K (45 ° C) dan 1500 kPa. Sebuah katup di baris retak sehingga udara mengalir perlahan ke dalam

tangki sampai tekanan sama dengan tekanan garis. Jika proses terjadi secara perlahan cukup

bahwa suhu di dalam tangki tetap pada 298.15 K (25 "C), berapa banyak panas yang hilang dari

tangki? Asumsikan udara menjadi gas ideal yang Cp = (7/2) R dan Cv = (5/2) R.

3.15. Gas pada T konstan dan P yang terkandung dalam jalur suplai terhubung melalui katup ke

tertutup tangki berisi gas yang sama pada tekanan rendah. Katup dibuka untuk memungkinkan

aliran gas ke dalam tangki, dan kemudian menutup lagi.

(A) Mengembangkan persamaan umum yang berkaitan n 1 dan n2, mol (atau massa) gas di dalam tangki

pada awal dan akhir proses, ke U1 sifat dan U2, internal

energi gas di dalam tangki pada awal dan akhir proses, dan 'H,

entalpi gas di jalur suplai, dan Q, panas dipindahkan ke materi

dalam tangki selama proses.

(B) Mengurangi persamaan umum untuk bentuk yang paling sederhana untuk kasus khusus dari gas ideal

dengan kapasitas panas konstan.

(C) lebih lanjut mengurangi persamaan (b) untuk kasus nl = 0.

(D) mengurangi Selanjutnya persamaan (c) untuk kasus di mana, di samping itu, Q = 0.

(E) Memperlakukan nitrogen sebagai gas ideal yang Cp = (7/2) R, menerapkan sesuai

persamaan untuk kasus di mana pasokan nitrogen pada 298.15 K (25 ° C) dan 3

bar mengalir ke tangki dievakuasi dari 4-m3

volume, dan menghitung mol nitrogen

yang mengalir ke dalam tangki untuk menyamakan tekanan untuk dua kasus:

1. Asumsikan bahwa tidak ada panas mengalir dari gas ke tangki atau melalui dinding tangki.

2. Tangki beratnya 400 kg, sempurna terisolasi, memiliki suhu awal

298.15K (25 "C), memiliki panas spesifik dari 0,46 kJ kgp1 K-', dan dipanaskan oleh

gas sehingga selalu berada di suhu gas di dalam tangki.

3.16. Mengembangkan persamaan yang dapat diselesaikan untuk memberikan suhu akhir dari gas yang tersisa

dalam tangki setelah tangki telah berdarah dari PI tekanan awal ke P2 tekanan akhir.

Jumlah diketahui adalah suhu awal, volume tangki, kapasitas panas gas, total

kapasitas panas dari tangki mengandung, PI, dan P2. Asumsikan tangki untuk selalu di

suhu gas yang tersisa di dalam tangki, dan tangki yang akan sempurna terisolasi.

3.17. A, tangki kaku nonconducting dengan volume 4 m3

dibagi menjadi dua bagian yang tidak sama

oleh selaput tipis. Satu sisi membran, yang mewakili 113 dari tangki, mengandung

gas nitrogen pada 6 bar dan 373,15 K (Loo ° C), dan sisi lainnya, yang mewakili 213 dari

tangki, yang dievakuasi. Pecah membran dan gas mengisi tangki.

(A) Berapakah temperatur akhir gas? Berapa besar usaha yang dilakukan? Apakah proses

reversibel?

(B) Jelaskan proses reversibel dimana gas dapat dikembalikan ke keadaan awal.

Berapa besar usaha yang dilakukan?

Asumsikan nitrogen adalah gas ideal yang Cp = (7/2) R dan Cv = (5/2) R.

3.18. Sebuah gas ideal, awalnya pada 303,15 K (30 ° C) dan 100 kPa, mengalami siklik berikut

proses dalam suatu sistem tertutup:

(A) Dalam proses mekanis reversibel, itu adalah pertama dikompresi adiabatik sampai 500 kPa,

kemudian didinginkan pada tekanan konstan 500 kPa hingga 303,15 K (30 ° C), dan akhirnya

diperluas isotermal ke keadaan semula.

(B) The melintasi siklus persis perubahan yang sama dari negara, tetapi setiap langkah ireversibel

dengan efisiensi 80% dibandingkan dengan mekanis yang sesuai reversibel

proses.

Hitung Q, W, AU, dan AH untuk setiap langkah dari proses dan siklus. Mengambil

Cp = (7/2) R dan Cv = (5/2) R.

3.19. Satu meter kubik gas ideal pada 600 K dan 1000 kPa memperluas sampai lima kali awal

volume sebagai berikut:

(A) Dengan proses, mekanis reversibel isotermal.

(B) Oleh proses, mekanis reversibel adiabatik.

(C) Dengan proses, adiabatik ireversibel dimana ekspansi menentang penahanan yang

tekanan 100 kPa.

Untuk setiap kasus menghitung suhu akhir, tekanan, dan pekerjaan yang dilakukan oleh gas.

Cp = 21 3 cetakan 'K-'.

3.20. Satu mol udara, awalnya pada 423,15 bar K (150 ° C) dan 8, mengalami hal-hal berikut

mekanis reversibel perubahan. Ini memperluas isotermal pada tekanan sedemikian rupa sehingga ketika

didinginkan pada volume konstan 323,15 K (50 ° C) tekanan akhir adalah 3 bar. Dengan asumsi

Udara adalah gas ideal yang Cp = (712) R dan Cv = (512) R, menghitung W, Q, AU, dan

AH.

3.21. Sebuah gas ideal mengalir melalui tabung horizontal pada steady state. Tidak ada panas yang ditambahkan dan tidak ada

kerja poros dilakukan. Para luas penampang dari perubahan tabung dengan panjang, dan ini

menyebabkan kecepatan berubah. Turunkan persamaan yang berkaitan suhu untuk kecepatan

dari gas. Jika nitrogen pada 423,15 K (150 ° C) mengalir melewati satu bagian dari tabung pada kecepatan yang

dari 2,5 m s-', apa suhu di bagian lain di mana kecepatannya adalah 50 m s-'?

Biarkan Cp = (7/2) R.

3.22. Satu mol gas ideal, awalnya pada 303,15 K (30 ° C) dan 1 bar, diubah menjadi 403,15

K (130 ° C) dan 10 bar oleh tiga proses mekanis reversibel yang berbeda:

Gas pertama dipanaskan pada volume konstan sampai suhunya 403,15 K (1 30 ° C);

maka dikompresi sampai tekanan isotermal adalah 10 bar.

Gas pertama dipanaskan pada tekanan konstan sampai suhunya 403,15 K (130 ° C);

maka dikompresi isotermal sampai 10 bar.

Gas ini pertama dikompresi isotermal sampai 10 bar, kemudian dipanaskan konstan

tekanan untuk 403,15 K (130 ° C).

Hitung Q, W, AU, dan AH dalam setiap kasus. Ambil Cp = (7/2) R dan Cv = (5/2) R.

Atau, mengambil Cp = (5/2) R dan Cv = (312) R.

3.23. Salah satu kmol gas ideal, awalnya pada 303,15 K (30 ° C) dan 1 bar, mengalami hal-hal berikut

mekanis reversibel perubahan. Hal ini dikompresi isotermal ke titik sedemikian rupa sehingga ketika

dipanaskan pada volume konstan 393,15 K (120 ° C) tekanan akhir adalah 12 bar. Menghitung

Q, W, AU, dan AH untuk proses tersebut. Ambil Cp = (712) R dan Cv = (512) R.

3.24. Proses terdiri dari dua langkah: (I) Salah satu kmol udara pada T = 800 K dan P = 4 bar

didinginkan pada volume konstan T = 350 K. (2) Udara kemudian dipanaskan pada tekanan konstan

sampai suhunya mencapai 800 K. Jika ini proses dua langkah digantikan oleh satu

ekspansi isotermal dari udara dari 800 K dan 4 bar untuk beberapa P tekanan akhir, apa yang

nilai P yang membuat karya dua proses yang sama? Asumsikan mekanik

reversibilitas dan memperlakukan udara sebagai gas ideal dengan Cp = (7/2) R dan Cv = (5/2) R.

3,25. Sebuah skema untuk menemukan volume Vj internal dari sebuah tabung gas terdiri dari

langkah. Silinder diisi dengan gas ke PI tekanan rendah, dan terhubung melalui jalur kecil dan katup ke tangki referensi dievakuasi dari Vi volume yang diketahui. Katup

dibuka, dan gas mengalir melalui garis ke dalam tangki referensi. Setelah sistem kembali

suhu awal, transduser tekanan sensitif memberikan nilai tekanan

Sebuah perubahan P dalam silinder. Tentukan Vi volume silinder dari data berikut:

3.26. A, tertutup nonconducting, silinder horizontal dilengkapi dengan, nonconducting gesekan,

mengambang piston yang membagi silinder ke Bagian A dan B. Kedua bagian

mengandung massa yang sama udara, awalnya pada kondisi yang sama, TI = 300 K dan PI = 1

atm. Sebuah elemen pemanas listrik di Bagian A diaktifkan, dan suhu udara

perlahan-lahan meningkatkan: TA dalam Bagian A karena perpindahan panas, dan TB di Bagian B karena

kompresi adiabatik oleh piston bergerak perlahan-lahan. Perlakukan udara sebagai gas ideal dengan

Cp = 5 R, dan biarkan n ~ menjadi jumlah mol udara di A. Bagian Untuk proses sebagai

dijelaskan, mengevaluasi salah satu set berikut jumlah:

(A) TA, TB, dan Q / nA, jika P (fina1) = 1,25 atm.

(B) TB, Q / nA, dan P (final), jika TA = 425 K.

(C) TA, Q / nA, dan P (final), jika TB = 325 K.

(D) TA, TB, dan P (final), jika Q / nA = 3 kT mol-'.

3.27. Satu mol gas ideal dengan kapasitas panas konstan mengalami suatu mekanis-sewenang-wenang

ically reversibel proses. Tunjukkan bahwa:

3.28. Turunkan persamaan untuk pekerjaan mekanis reversibel, kompresi isotermal

1 mol gas dari tekanan awal PI ke P2 tekanan akhir ketika persamaan

negara adalah perluasan virial [Eq. (3.1 I)] dipotong ke:

Bagaimana hasilnya dibandingkan dengan persamaan yang sesuai untuk gas ideal?

3.29. Sebuah gas tertentu digambarkan oleh persamaan negara:

Di sini, b adalah konstan dan 6 adalah fungsi dari T saja. Untuk gas ini, menentukan ekspresi

untuk K kompresibilitas isotermal dan koefisien tekanan termal (3 PI3 T) ".

Ekspresi ini harus berisi hanya T, P, 6, d6/dT, dan konstanta.

3.30. Untuk klorida metil pada 373,15 K (100 ° C) koefisien virial kedua dan ketiga adalah:

Hitung kerja mekanis reversibel, kompresi isotermal dari 1 mol

metil klorida dari 1 bar sampai 55 bar pada 373,15 K (100 ° C). Dasar perhitungan pada

mengikuti bentuk persamaan virial: (b) Z = 1 + + B'P C'P ~

dimana

Mengapa tidak keduanya persamaan memberikan hasil yang sama persis?

3.31. Setiap persamaan keadaan berlaku untuk gas dalam batas nol-pessure menyiratkan set lengkap virial

koefisien. Tunjukkan bahwa koefisien virial kedua dan ketiga tersirat oleh generik

kubik persamaan keadaan, Eq. (3.41), adalah:

Mengkhususkan hasil untuk B ke persamaan RedlichIKwong negara, mengungkapkan hal itu dalam mengurangi

bentuk, dan membandingkannya numerik dengan korelasi umum untuk B untuk sederhana

cairan, Eq. (3.61). Diskusikan apa yang Anda temukan.

3.32. Hitung Z dan V untuk ethylene di bar 298.15 K (25 ° C) dan 12 oleh persamaan berikut:

(A) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.39)] dengan nilai-nilai eksperimental berikut

koefisien virial:

(B) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.37)], dengan nilai B dari umum

Pitzer korelasi [Eq. (3.59)].

(C) Persamaan RedlicWKwong.

(D) Persamaan Soave / Redlich / Kwong.

(E) Persamaan PengJRobinson.

3,33. Hitung Z dan V untuk etana pada 323,15 bar K (50 ° C) dan 15 oleh persamaan berikut:

(A) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.39)] dengan nilai-nilai eksperimental berikut

koefisien virial:

(B) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.37)], dengan nilai B dari umum

Pitzer korelasi [Eq. (3.59)].

(C) Persamaan RedlichJKwong.

(D) Persamaan Soave / RedlicWKwong.

(E) Persamaan PengIRobinson.

3.34. Hitung Z dan V untuk heksafluorida sulfur pada 348,15 bar K (75 ° C) dan 15 sebagai berikut

persamaan:

(A) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.39)] dengan nilai-nilai eksperimental berikut

koefisien virial:

(B) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.37)], dengan nilai B dari umum

Pitzer korelasi [Eq. (3.59)].

(C) Persamaan RedlicWKwong.

(D) Persamaan SoaveRedlicWKwong.

(E) Persamaan PengRobinson.

Untuk sulfur heksafluorida, Tc = 318,7 K, PC = 37,6 bar, V, = 198 cm3

mol-l, dan

w = 0,286.

3,35. Tentukan Z dan V untuk uap pada 523,15 kPa K (250 ° C) dan 1800 sebagai berikut:

(A) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.39)] dengan nilai-nilai eksperimental berikut

koefisien virial:

(B) Persamaan virial terpotong [Eq. (3.37)], dengan nilai B dari umum

Pitzer korelasi [Eq. (3.59)].

(C) Tabel uap (App. F).

3.36. Sehubungan dengan itu, Persamaan virial ekspansi. (3.1 1) dan (3.12), menunjukkan bahwa:

di mana p = 1 / V.

3.37. Persamaan (3.12) ketika dipotong menjadi empat istilah akurat mewakili data volumetrik

untuk gas metana pada 273,15 K (PC) dengan:

(A) Gunakan data ini untuk mempersiapkan sebidang Z vs P untuk metana di 273.15K (0 ° C) dari 0 sampai

200 bar.

(B) Untuk apa melakukan tekanan Pers. (3,37) dan (3,38) memberikan perkiraan yang baik?

3,38. Hitung volume molar cairan jenuh dan volume molar uap jenuh

oleh persamaan RedlichIKwong untuk salah satu berikut ini dan bandingkan hasilnya dengan nilai

ditemukan oleh korelasi umum yang cocok.

(A) Propane pada 313,15 K (40 ° C) di mana PSAT = 13,71 bar.

(B) Propane pada 323,15 K (50 ° C) di mana PSAT

= 17,16 bar.

(C) Propane pada 333,15 K (60 ° C) di mana PSAT = 21,22 bar.

(4 Propane pada 343,15 K (70 ° C) di mana PSAT

= 25,94 bar.

(E) n-Butana di 373,15 (10OoC) K mana bar PSAT = 15.41.

(F) n-Butana di 383,15 (1lOcC) K mana bar PSAT = 18.66.

(G) n-Butana pada 393,15 K (120 ° C) di mana PSAT = 22,38 bar.

(H) n-Butana pada 403,15 K (130 ° C) di mana PSAT = 26.59bar.

(I) isobutana pada 363,15 K (90 ° C) di mana PSAT = 16.54bar.

0) isobutana di 373,15 (10OoC) K mana bar PSAT = 20,03.

(K) isobutana di 383,15 (11o "C) K mana bar PSAT = 24.01.

(I) isobutana pada 393,15 K (120 ° C) di mana PSAT = 28,53 bar.

(M) Klorin pada 333,15 K (60 ° C) di mana PSAT = 18,21 bar.

(N) Klorin pada 343,15 K (70 ° C) di mana PSAT = 22,49 bar.

(0) Klorin pada 353,15 K (80 ° C) di mana PSAT = 27,43 bar.

(P) Klorin pada 363,15 K (90 ° C) di mana PSAT = 33,08 bar.

(Q) Sulfur dioksida pada 353,15 K (80 ° C) di mana PSAT = 18.66 bar.

(R) Sulfur dioksida pada 363,15 K (90 "C) di mana PSAT = 23,31 bar.

(S) Sulfur dioksida pada 373,15 K (Loo ° C) di mana PSAT = 28.74bar.

(T) Sulfur dioksida pada 383,15 K (Llo ° C) di mana PSAT = 35,01 bar.

3.39. Gunakan persamaan Soave / Redlich / Kwong untuk menghitung volume molar jenuh

cair dan uap jenuh untuk substansi dan kondisi yang diberikan oleh salah satu bagian dari

Pb. 3,38 dan membandingkan hasilnya dengan nilai ditemukan oleh korelasi umum yang cocok.

3.40. Gunakan persamaan PengRobinson untuk menghitung volume molar cairan jenuh dan

jenuh uap untuk bahan dan kondisi yang diberikan oleh salah satu bagian dari Pb. 3.38

dan membandingkan hasilnya dengan nilai ditemukan oleh korelasi umum yang cocok.

3.41. Perkirakan berikut:

(A) Volume ditempati oleh 18 kg etilena pada 328,15 K (55 ° C) dan 35 bar.

(B) Massa etilena terkandung dalam 0,25-m3

silinder pada 323,15 K (50 ° C) dan 115

bar.

3.42. Volume uap-fase molar senyawa tertentu dilaporkan sebagai 23 000 cm3

mol-'

pada 300 K dan 1 bar. Tidak ada data lain yang tersedia. Tanpa asumsi yang ideal-gas perilaku,

menentukan perkiraan yang wajar dari volume molar uap pada 300 K dan 5 bar.

3.43. Untuk pendekatan yang baik, berapa volume molar etanol uap pada 753,15 K (480 ° C)

dan 6000 kPa? Bagaimana hasil ini dibandingkan dengan nilai ideal-gas?

3.44. Sebuah 0,35 m3-

Kapal yang digunakan untuk menyimpan propana cair pada tekanan uap air nya. Keselamatan mempertimbangkan-

negosiasi mendikte bahwa pada suhu 320 K cairan harus menempati tidak lebih dari 80%

dari total volume kapal. Untuk kondisi ini, menentukan massa uap dan

massa cairan dalam kapal. Pada 320 K tekanan uap propana adalah 16,0 bar.

3,45. Sebuah 30-m3

tangki berisi 14 m3

n-butana cair dalam kesetimbangan dengan uap tersebut pada 298.15 K

(25 ° C). Memperkirakan massa n-butana uap di dalam tangki. Tekanan uap n-butana

pada suhu yang diberikan adalah 2,43 bar.

3.46. Perkiraan:

(A) massa etana yang terkandung dalam 0,15-m3

kapal di 333,15 K (60 ° C) dan 14 bar.

(B) Temperatur di mana 40 kg etana disimpan dalam 0. 15-m3

kapal exerts tekanan

20 bar.

3.47. Untuk apa tekanan seseorang mengisi 0,15 m3-

kapal di 298.15 K (25 ° C) untuk menyimpan

40 kg dari etilena di dalamnya?

3.48. Jika 15 kg H20 dalam 0,4-m3

wadah dipanaskan sampai 673,15 K (400 ° C), apa tekanan

dikembangkan?

3.49. Sebuah 0,35 m3-

kapal memegang etana uap pada 298.15 K (25 ° C) dan 2200 kPa. Jika dipanaskan

ke 493,15 K (220 ° C), apa tekanan dikembangkan?

3,50. Berapa tekanan dalam 0,5-m3

kapal ketika diisi dengan 10 kg karbon dioksida

pada 303,15 K (30 ° C)?

3.51. Sebuah kapal kaku, diisi sampai setengah volume dengan nitrogen cair pada mendidih normal

Titik, diperbolehkan untuk hangat untuk 298.15 K (25 ° C). Apa tekanan dikembangkan? Molar

volume nitrogen cair pada titik didihnya yang normal adalah 34,7 cm3

mol-'.

3.52. Volume spesifik cairan isobutana pada 300 K dan 4 bar adalah 1,824 cm3

gl. Memperkirakan

volume spesifik pada 415 K dan 75 bar.

3.53. Kepadatan cairan n-pentana adalah 0,630 g cmP3 pada 29 1,15 K (1 8 ° C) dan 1 bar. Memperkirakan

kerapatannya pada 413,15 K (140 ° C) dan 120 bar.

3.54. Memperkirakan kepadatan etanol cair pada 453,15 K (180 ° C) dan 200 bar.

3,55. Perkirakan perubahan volume penguapan untuk amonia pada 293,15 K (20 ° C). Pada

suhu tekanan uap amonia adalah 857 kPa.

3.56. Data PVT dapat diambil dengan prosedur berikut. Sebuah massa rn dari substansi molar

massa M diperkenalkan ke dalam pembuluh thermostated dari dikenal sistem total volume Vt

diperbolehkan untuk menyeimbangkan, dan T suhu dan tekanan P diukur.

(A) kesalahan persentase Kira-kira apa yang diijinkan dalam variabel yang diukur (m,

M, Vf, T dan P) jika kesalahan maksimum dalam kompresibilitas dihitung

Faktor Z adalah f% l?

(B) kesalahan persentase Kira-kira apa yang diijinkan dalam variabel yang diukur jika

kesalahan maksimum nilai dihitung dari koefisien B kedua virial

adalah f% l? Asumsikan bahwa ZE 0,9 dan nilai-nilai dari B dihitung oleh Persamaan. (3.32).

3.57. Untuk gas yang dijelaskan oleh persamaan RedlichIKwong dan suhu lebih besar dari

T,, mengembangkan ekspresi untuk dua lereng membatasi,

Perhatikan bahwa dalam batas sebagai P - + 0, V + oo, dan bahwa dalam batas sebagai P - + oo, V - + b.

3.58. Jika 3.965m3

gas metana pada 288,75 K (15,6 "C) dan 1 atm setara dengan 3,785 x

lop3 m3

bensin sebagai bahan bakar untuk mesin mobil, apa yang akan menjadi volume tangki

dibutuhkan untuk menahan metana pada 207 bar dan 288,75 K (15,6 "C) dalam jumlah yang setara dengan

37.85 x m3

bensin?

3.59. Tentukan perkiraan yang baik untuk faktor kompresibilitas Z dari uap hidrogen jenuh

pada 25 K dan 3,213 bar. Sebagai perbandingan, nilai eksperimental adalah Z = 0,7757.

3.60. Suhu Boyle adalah suhu yang:

(A) Tunjukkan bahwa B koefisien virial kedua adalah nol pada suhu Boyle.

(B) Gunakan korelasi umum untuk B, Eq. (3.59), untuk memperkirakan Boyle berkurang

temperatur untuk cairan sederhana.

3,61. Gas alam (metana asumsikan murni) dikirim ke kota melalui pipa pada tingkat volumetrik

dari 4 hari normal ~ ~ rn per. Kondisi pengiriman rata-rata 283,15 K (10 ° C) dan 20,7

bar. Tentukan:

(A) Tingkat volumetrik pengiriman m3 aktual

per hari.

(B) Tingkat molar pengiriman krnol per jam.

(C) kecepatan gas pada kondisi pengiriman m s-'.

Pipa 600 mm tugas baja berat dengan diameter dalam 575 mm. Normal

kondisi 273,15 K (PC) dan 1 atm.

3.62. Beberapa negara yang sesuai-korelasi menggunakan kompresibilitas faktor Z penting,, bukan

dibandingkan faktor acentric w, sebagai parameter ketiga. Kedua jenis korelasi (satu berbasis

pada T,, PC, dan Z,, yang lain pada T,, PC, dan w) akan setara ada di sana satu-

ke-satu korespondensi antara Z, dan w. Data dari App. B memungkinkan tes ini

korespondensi. Siapkan plot Z, vs w untuk melihat seberapa baik Z, berkorelasi dengan w. Mengembangkan

korelasi linear (Z, = a + bb) untuk zat nonpolar.