2013年化工工程师物料能量平衡试题及解析11

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　　1-12 有乙烯和丙烯的气体混合物，摩尔分率分别为70%和30%。已知乙烯和丙烯的Cp,m-T函数式如下：

　　乙烯 Cp,m1=2.830+28.601×10-3 T-8.726×10-6 T 2(kcal/kmol•K)

　　丙烯 Cp,m2=2.253+45.116×10-3 T-13.740×10-6 T2(kcal/kmol•K)

　　则上述混合气体100℃时的定压摩尔热容Cp,m为( )。

　　A.6.01kJ/kmol•K

　　B.57.53 kJ/kmol•K

　　C.50.3kJ/kmol•K

　　D.70.42 kJ/kmol•K

　　答案：1-12 B

　　B.答案正确。

　　设N1和N2表示乙烯和丙烯的摩尔分数，以Cp,m1和Cp,m2表示乙烯和丙烯100℃时理想气体定压摩尔热容。现根据题中所给定的乙烯和丙烯的定压摩尔热容 函数关系，将100℃代入计算，则得

　　Cp,m1=2.830+28.601×10-3×373-8.726×10-6×3732

　　=2.830+10.67-1.21

　　=12.29 kcal/kmol•K=51.42kJ/kmol•K

　　Cp,m2=2.253+45.116×10-3T-13.740×10-6 T2

　　=2.253+45.116×10-3×373-13.740×10-6×3732

　　=2.253+16.83-1.91

　　=17.17 kcal/kmol•K=71.8kJ/kmol•K

　　所以给定的混合气体理想气体定压摩尔热容为57.53kJ/kmol•K

　　A.答案错误。计算中温度100℃没有换算成K表示，即

　　Cp,m1=2.83+28.601×10-3×100-8.726×10-6×1002=5.69kJ/kmol•K

　　Cp,m2=2.253+45.116×10-3×100-13.74×10-6×1002=6.76kJ/kmol•K

　　Cp,m=0.7×5.69+0.3×6.76=6.01kJ/kmol•K

　　C.答案和D.答案为计算过程中计算错误。

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