化工热力学第二三版陈新志课后习题答案.doc

第1章绪言一、是否题3. 封闭体系中有两个相在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系对）4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数对）5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数还与压力或摩尔体积有关第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程可以通过超临界流体区3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在若温度也大于临界温度时，则是超临界流体4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1如温度大于Boyle温度时，Z＞17. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变纯物质的三相平衡时，体系自由度是零，体系的状态已经确定8. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）9. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等这是纯物质的汽液平衡准则10.若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。

错11.纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零只有吉氏函数的变化是零12.气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数13.三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体三对数对应态原理不能适用于任何流体，一般能用于正常流体normalfluid）14.在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体简单流体系指一类非极性的球形流，如Ar等，与所处的状态无关)二、选择题1. 指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为(C参考P－V图上的亚临界等温线)A.饱和蒸汽 B.超临界流体 C.过热蒸汽2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A参考P－V图上的亚临界等温线A.>B.B.

因）A.0 B. 很高的T时为0 C. 与第三virial系数有关 D. 在Boyle温度时为零三、 填空题2. 表达纯物质的汽平衡的准则有（吉氏函数）、 （Claperyon方程）、（Maxwell等面积规则）它们能推广到其它类型的相平衡3. Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为、、和4. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P－T图上是重叠的(重叠／分开)，而在P-V图上是分开的(重叠／分开)，泡点的轨迹称为饱和液相线，露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点6. 对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，=，其中，下标相同的相互作用参数有，其值应为1；下标不同的相互作用参数有 / 到，在没有实验数据时，近似作零处理通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得7. 简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系8. 偏心因子的定义是，其含义是9. 正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力P=3.797MPa则在T=0.7时的蒸汽压为c rMPa。

10.纯物质的第二virial系数B与vdW方程常数a，b之间的关系为四、计算题，且2. 在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4Jg-1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cm3 g-10℃时水的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa和2508Jg-1，请由此估计水的三相点数据解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K，101325Pa；并能计算其斜率是PaK-1熔化曲线方程是对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15K，610.62Pa；也能计算其斜率是PaK-1汽化曲线方程是解两直线的交点，得三相点的数据是：Pa， K7. 用Antoine方程计算正丁烷在50℃时蒸汽压；用PR方计算正丁烷在50℃时饱和汽、液相摩尔体积（用软件计算）；再用修正的Rackett方程计算正丁烷在50℃时饱和液相摩尔体积液相摩尔体积的实验值是106.94cm3mol ）解：查附录得Antoine常数：A=6.8146,B=2151.63,C=-36.24c临界参数T=425.4K,P=3.797MPa,ω=0.193c修正的Rackett方程常数：α=0.2726,β=0.0003由软件计算知，利用Rackett方程8. 试计算一个125cm3的刚性容器，在50℃和18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（PR方程可以用软件计算）。

解：查出Tc=190.58K,Pc=4.604MPa,ω=0.011利用理想气体状态方程PR方程利用软件计算得五、图示题2. 试定性画出纯物质的P-V相图，并在图上指出(a)超临界流体，(b)气相，（c）蒸汽，（d）固相，（e）、汽液共存，（f）固液共存，（g）汽固共存等区域；和(h)汽-液-固三相共存线，(i)T>TcT

错当M＝V时，不恒等于零，只有在T＝TB时，才等于零）6. 与参考态的压力P0无关对）7. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，应该是等）8. 理想气体的状态方程是PV=RT，若其中的压力P用逸度f代替后就成为了真实流体状态方程因为逸度不是这样定义的）9. 当时，当时，）10.因为，当时，，所以，从积分式看，当时，为任何值，都有；实际上，11.逸度与压力的单位是相同的对）12.吉氏函数与逸度系数的关系是错）13.由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化因为：）14.由于偏离函数是在均相体系中引出的概念，故我们不能用偏离函数来计算汽化过程的热力学性质的变化可以解决组成不变的相变过程的性质变化）15.由一个优秀的状态方程，就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化还需要模型）二、选择题1. 对于一均匀的物质，其H和U的关系为（B因H＝U＋PV）A.HU B.H>U C.H=U D. 不能确定2. 一气体符合P=RT/(V-b)的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2，则体系的S为（CB. 0A.）C.D.3. 对于一均相体系，等于（DA.零B.CP/CVC.RD.4. 等于（D。

因为）A. B. C. D.5. 吉氏函数变化与P-V-T关系为，则的状态应该为（C因为）A.T和P下纯理想气体B.T和零压的纯理想气体C.T和单位压力的纯理想气体三、填空题1. 状态方程的偏离焓和偏离熵分别是和；若要计算和还需要什么性质？；其计算式分别是和2. 由vdW方程P=RT/(V-b)-a/V2计算,从(T,P1)压缩至(T,P2)的焓变为其中偏离焓是3. 对于混合物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温．同组成的理想气体混合物四、计算题5. 试由饱和液体水的性质估算(a)100℃，2.5MPa和(b)100℃，20MPa下水的焓和熵，已知100℃下水的有关性质如下,MPa，Jg-1，Jg-1K-1cm3g-1,解：体系有关状态点如图所示cm3g-1K-1所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上，由g3 -1 cm得K-1又cm3g-1得当P=2.5MPa时，S=1.305Jg-1K-1；H=420.83Jg-1；当P=20MPa时，S=1.291Jg-1K-1；H=433.86Jg-17.压力是3MPa的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝?(可忽视液体水的体积)解：等容过程，初态：查P=3MPa的饱和水蒸汽的cm3g-1；Jg-1水的总质量g则J冷凝的水量为g终态：是汽液共存体系，若不计液体水的体积，则终态的汽相质量体积是cm3g-1，并由此查得Jmol-1J 移出的热量是五、图示题2.将下列纯物质经历的过程表示在P-V，lnP-H，T-S图上(a)过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；(b)过冷液体等压加热成过热蒸汽；(c)饱和蒸汽可逆绝热膨胀；(d)饱和液体恒容加热；(。