8.3. Дитретбутиловый эфир

T, К	Метод Ли-Кеслера				Метод Амброуза-Уолтона				Метод Риделя
	ΔνZ	Ψ	ΔνH	ΔνH0	ΔνZ	Ψ	ΔνH	ΔνH0	Ψ	ΔνH	ΔνH0
298	1	8,1087	37,2661	37,2661	1	7,7911	36,1490	36,1490	8,0578	37,0321	37,0321
323	0,9859	7,8750	35,6823	36,1918	0,9850	7,5566	34,5359	35,0611	7,8332	35,4932	36,0000
348	0,9705	7,6521	34,1313	35,1678	0,9695	7,3530	33,0775	34,1164	7,6194	33,9854	35,0175
373	0,9459	7,4452	32,3639	34,2166	0,9453	7,1807	31,4953	33,3168	7,4212	32,2599	34,1066
398	0,9100	7,2606	30,3641	33,3682	0,9106	7,0398	29,7440	32,6634	7,2451	30,2994	33,2971
423	0,8612	7,1069	28,1296	32,6619	0,8639	6,9311	27,7810	32,1590	7,0994	28,1001	32,6276
448	0,7978	6,9951	25,6485	32,1483	0,8033	6,8563	25,5537	31,8118	6,9951	25,6483	32,1480
473	0,7167	6,9392	22,8567	31,8912	0,7261	6,8195	22,9760	31,6412	6,9457	22,8780	31,9210
498	0,6114	6,9564	19,5481	31,9705	0,6272	6,8300	19,8752	31,6897	6,9684	19,5817	32,0255
523	0,4650	7,0683	15,1038	32,4847	0,4936	6,9094	15,8228	32,0581	7,0844	15,1381	32,5584
552/548	0,0782	7,3515	2,6412	33,7863	0,2748	7,1346	9,0968	33,1029	7,3701	2,6479	33,8715
557					0,0918	7,3653	3,1379	34,1737

В таблице предпоследнее значение температуры указано через дробь. Это означает, что для методов Ли-Кеслера и Риделя берется температура 552К, а для метода Амброуза-Уолтона – температура 548К. Также видно, что для метода Амброуза-Уолтона берется на одно значение больше. Оба эти фактора связаны с тем, что при расчете критических параметров и ацентрического фактора для дитретбутила возникли значительные расхождения в полученных значениях критической температуры и ацентрического фактора (см. пункт 3). Построим графики зависимости энтальпии парообразования от температуры для всех трех методов:

В случае энтальпии парообразования при нестандартных условиях все три метода дают незначительное расхождение; графики расходятся только при значениях температуры, близкой к критической, что вызвано наличием дополнительной точки в методе Амброуза-Уолтона. При стандартных условиях методы Ли-Кеслера и Риделя дают весьма сходимые результаты, а вот метод Амброуза-Уолтона дает значительное расхождение. Это опять же таки вызвано расхождением в значениях критичнских параметров. Тенденции изменения энтальпии парообразования с ростом температуры те же, что были описаны ранее.

8.4. 3-метилфенол

T, К	Метод Ли-Кеслера				Метод Амброуза-Уолтона				Метод Риделя
	ΔνZ	Ψ	ΔνH	ΔνH0	ΔνZ	Ψ	ΔνH	ΔνH0	Ψ	ΔνH	ΔνH0
298	1	8,9372	53,3152	53,3152	1	9,1789	54,5922	54,5922	8,8594	52,8509	52,8509
323	0,9996	8,7385	52,1094	52,1300	0,9996	8,8996	52,9110	52,9314	8,6683	51,6907	51,7111
348	0,9987	8,5416	50,8917	50,9555	0,9988	8,6372	51,3067	51,3705	8,4790	50,5185	50,5819
373	0,9967	8,3474	49,6336	49,7966	0,9967	8,3932	49,7564	49,9194	8,2923	49,3061	49,4680
398	0,9927	8,1568	48,3036	48,6597	0,9927	8,1688	48,2299	48,5849	8,1092	48,0217	48,3758
423	0,9855	7,9713	46,8660	47,5532	0,9856	7,9647	46,6894	47,3710	7,9311	46,6298	47,3135
448	0,9742	7,7927	45,2884	46,4878	0,9744	7,7814	45,0953	46,2803	7,7598	45,0974	46,2917
473	0,9575	7,6233	43,5464	45,4773	0,9580	7,6189	43,4100	45,3141	7,5976	43,3996	45,3239
498	0,9346	7,4660	41,6263	44,5386	0,9354	7,4775	41,6002	44,4733	7,4473	41,5220	44,4270
523	0,9046	7,3242	39,5235	43,6929	0,9057	7,3576	39,6351	43,7598	7,3123	39,4589	43,6216
548	0,8667	7,2023	37,2367	42,9659	0,8681	7,2596	37,4832	43,1774	7,1968	37,2083	42,9331
573	0,8200	7,1056	34,7584	42,3887	0,8215	7,1850	35,1055	42,7335	7,1062	34,7613	42,3922
598	0,7633	7,0402	32,0591	41,9988	0,7644	7,1360	32,4447	42,4420	7,0464	32,0874	42,0358
623	0,6946	7,0137	29,0609	41,8407	0,6947	7,1169	29,4042	42,3284	7,0250	29,1075	41,9078
648	0,6097	7,0349	25,5852	41,9669	0,6079	7,1356	25,8004	42,4395	7,0505	25,6418	42,0598
673	0,4999	7,1141	21,2141	42,4393	0,4950	7,2084	21,2219	42,8724	7,1331	21,2708	42,5528
698	0,3398	7,2633	14,7238	43,3298	0,3273	7,3813	14,3671	43,9011	7,2848	14,7673	43,4577
715	0,1246	7,4120	5,5090	44,2164	0,0496	7,7454	2,2870	46,0662	7,4343	5,5256	44,3499

Построим графики зависимости энтальпии парообразования от температуры для всех трех методов:

В случае энтальпии парообразования при нестандартных условиях все три метода дают незначительное расхождение и графики практически «сливаются» в один. При стандартных условиях три метода дают несколько большее расхождение. Тенденции изменения энтальпии парообразования с ростом температуры те же, что были описаны ранее.

Вывод: нами были рассмотрены четыре соединения, принадлежащие к различным классам органических соединений. Тенденции изменения энтальпии с ростом температуры у них всех общие и заключаются в следующем: энтальпия парообразования уменьшается с температурой и равняется нулю в критической точке, причем по мере приближения температуры к этой точке интенсивность изменения ее возрастает (для нестандартных условий); энтальпия парообразования с увеличением температуры сначала уменьшается, достигает минимального значения, а затем начинает возрастать, но в целом изменяется незначительно (в пределах 10К) (для стандартных условий).

9. Расчет вязкости 2-метилгептана при температуре 730К и низком давлении

Для расчета вязкости будем использовать метод Чанга. Он заключается в следующем:

Поскольку расчет вязкости будем проводить для углеводорода, составляющие μ_r⁴ и K равны нулю. Для расчета потребуется ацентрический фактор, рассчитанный по уравнению Эдмистера:

Критические параметры возьмем из метода Ли-Кеслера. Рассчитаем ацентрический фактор:

Tb, К	Tc, К	Θ	Pc, атм	ω
390,81	561,59	0,6959	24,92	0,3696

Теперь рассчитаем саму вязкость по приведенным формулам. Для этого составим таблицу:

Tr	T*	ΩV	M	T, К	Vc, см3/моль	ω	Fc	η, мкПуаз
1,2999	1,6369	1,2674	114,229	730	476	0,3696	0,8981	136,9035

10. Расчет вязкости 2-метилгептана при температуре 730К и давлении 100 атм

Для расчета вязкости при повышенном давлении воспользуемся методом Джосси-Стил-Тодоса. Суть метода:

Первое, что нужно рассчитать, это коэффициент сжимаемости, который потребуется для расчета объема. Воспользуемся критическими параметрами, полученными методом Ли-Кеслера. В пункте 4 мы уже нашли, что при 730К приведенная температура для 2-метилгептана равна 1,3. Нужно найти приведенное давление:

Нужно воспользоваться линейной интерполяцией. Из таблиц Ли-Кеслера будем иметь:

для Z⁽⁰⁾ для Z⁽¹⁾

	Pr
	3,000	4,01284		5,000
	0,6344	0,6858		0,7358

Pr
3,000	4,01284	5,000
0,2079	0,1469	0,0875

Далее составим таблицу:

Z	V, см3/моль	Vc, см3/моль	ρr	ξT	η0, мкПуаз	f(ρr)	η, мкПуаз
0,7399	443,1850	476	1,0740	0,0315	136,9035	1,5684	297,2316

В таблице f(ρ_r) – правая часть уравнения Джосси-Стил-Тодоса.

11. Расчет теплопроводности 2-метилгептана при температуре 730К и низком давлении

Для расчета теплопроводности при низком давлении используем корреляции Эйкена и Роя-Тодоса. Суть методов:

Корреляция Эйкена:

Для расчета нам потребуется значение теплоемкости 2-метилгептана при температуре 730К и низком давлении. Данное значение возьмем из пункта 2, где оно получено в таблице с помощью линейной интерполяции (366,109 Дж/(моль·К) = 87,502 кал/(моль·К))

Теперь значение теплопроводности можно легко вычислить:

Корреляция Роя-Тодоса:

, , где

f(T_r) = (для алканов), b – особая для каждого вещества константа и определяется по методике групповых составляющих.

1) Рассчитаем константу b. Сначала рассчитаем b для гептана нормального строения:

b₁ = (0,83 + 2,27 + 3,62 + 4,18 + 3·5,185)·10^-5 = 26,455·10^-5. Далее рассмотрим метильное замещение: 1←2→2 (значение 5,36·10^-5). Итого находим b для 2-метилгептана:

b = (26,455 + 5,36) ·10^-5 = 31,815·10^-5.

2) Рассчитаем f(T_r): f(T_r) = f(1,3) = 1,7292.

3) Рассчитаем (λΓ)_int: (λΓ)_int = b· f(T_r) = 31,815·10^-5·1,7292 = 55,0138·10^-5.

4) Рассчитаем (λΓ)_tr: (λΓ)_tr = 99,6·10^-6·(e^0,0464·1,3 – e^-0,2412·1,3) = 32,9984·10^-6.

5) Рассчитаем Г: Г = 3,5947.

6) Наконец рассчитаем λ: λ = ((λΓ)_int + (λΓ)_tr)·Г^-1 = 10^-6·(550,138 + 32,9984)·0,2782 = 162,2234·10^-6 (кал/(см·с·К)) = 0,06787 (Вт/(м·К)).

12. Расчет теплопроводности 2-метилгептана при температуре 730К и давлении 100 атм

Для расчета теплопроводности при высоком давлении воспользуемся методом Стила и Тодоса:

Значения всех величин, нужных для расчета, мы нашли ранее. Так критический коэффициент сжимаемости возьмем из пункта 6, значения Г и теплопроводности при низком давлении – из пункта 11, значение приведенной плотности - из пункта 10 (поскольку используем метод Стила-Тодоса, то значение теплопроводности будем использовать, полученное методом Роя-Тодоса). Сведем их в таблицу:

λ0, Вт/(м·К)	Zc	Г	ρr
0,06787	0,2574	3,5947	1,0740

Для расчета будем использовать вторую формулу из метода Стила-Тодоса, так как значение приведенной плотности попадает в диапазон (0,5;2,0). Рассчитаем наконец значение теплопроводности при высоком давлении:

43