代写Chemical Engineering Thermodynamics代做回归

Chemical Engineering Thermodynamics

Problem 1 (20 points)

One mole of ideal gas in a closed system, initially at 300 K and 5.00 bar, is first expanded adiabatically, then heated isochorically to reach a final state of 400 K and 1.00 bar. Assuming these processes are mechanically reversible, compute the heat, work, and internal energy change in kJ for the overall (adiabatic+isochoric) process. Assume constant heat capacities for both processes: CP = (7/2)R and CV = (5/2)R. (You can draw)

Problem 2 (30 points)

Mixture of Compound 1 and 2 at 137 °C and 20.6 bar; x1 = 0.50; p1sat = 15.6 bar; p2sat = 23.8 bar. Calculate the mole fractions in the vapor phase in equilibrium. Assume non-ideal gas/non-ideal liquid mixture and Margules two suffix model. What can we say about the interaction of the chemical species in the liquid phase? Which compound behaves more ideal in the vapor phase?

Data for compound 1: Tc = 372.7 K; pc = 25.8 bar; ω = 0.288

Data for compound 2: Tc = 341.7 K; pc = 34.4 bar; ω = 0.190

Problem 3 (30 points)

Methane vapor is cooled at atmospheric pressure from 500 °C to 50 °C by direct heat transfer to the surroundings at a temperature of 20 °C. With respect to this surroundings temperature, what is the lost work of the process in kJ·mol–1? Evaluate the results in terms of the second law of thermodynamics. How should we change the temperature of the surroundings to make the process more efficient?

Heat capacity parameters for methane: A = 1.702; B = 9.081*10-3; C = -2.164*10-6; D = 0

Problem 4 (20 points)

Consider the following reaction occurring at atmospheric pressure: C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g). What are the mole fractions in equilibrium if we mixed equimolar amount of C and H2O at 938 K? How should we change the temperature to push the equilibrium towards the products?