化工热力学作业2
化工热力学习题-041111-第2章参考答案
2-3. 用通用关系式计算 335 K 和 137 atm 时，0.454 kg 乙烷所具有的体积。 参考答案：
Z 0.466 ， V 9.354 10 5 m 3 / mol ， V总 1.41 10 3 m 3 / mol
2-4. 一容器体积为 1.00 升，内有 8 摩尔正丁烷，温度为 138 ℃，用通用关系式计 算容器内压力，并与实验值 127 atm 相比较。 参考答案：
2-11. 0.54 kg 正庚烷从 21 ℃，1 atm(为液态)变化到 371 ℃，40 atm(为气态)。此变 化的△H 是 2.65*106 J，求内能的变化为若干。 参考答案： 在液态时：
r1 2.6581
V1 162.5cm 3 / mol 1.625 10 -4 m 3 / mol 在气态时： Z 0.7320 V2 9.67 10 4 m 3 / mol 正庚烷的摩尔数 n=5.4 mol， U H n (pV) H n (p 2 V2 p1 V1 ) 2.63 10 6 J 2-12. 1360 kg 含丙烷 60%， 正戊烷 40%(摩尔%)的混合物， 在管式预热器中完全汽 化，出口温度为 26.8 ℃，出口压力为 40.8 atm，出口管内径为 0.05 m。求该蒸汽出口处 的线速度。 参考答案：略
3பைடு நூலகம்
V 1.25 10 4 m 3 / mol
经迭代计算： p r =3.50， p 131.3atm ， 误差 3.38%
2-5. 用通用关系式计算水蒸汽在 102 atm，370 ℃条件下的比体积(升/克)。 参考答案：
Z 0.8319 V 0.4304l / mol 0.0239升 / 克 2-6. 分别用三参数通用关系式和 R-K 方程计算 34.01 atm， 93.33 ℃时乙烷的单位重 3 3 量体积(m /kg)。并和实验值 0.02527 m /kg 进行比较，计算这两种方法的相对误差。
化工热力学课后习题答案
化工热力学课后习题答案化工热力学课后习题答案解析与实践化工热力学是化学工程专业中的重要课程，它涉及到热力学原理在化工过程中的应用。
课后习题是学生巩固知识、提高能力的重要途径。
本文将针对化工热力学课后习题答案进行解析，并结合实际工程案例进行讨论。
第一题：某化工过程中，液体从100°C冷却至30°C，求其冷却前后的焓变化。
解析：根据热力学知识，焓变化可以通过温度变化和相变潜热来计算。
在这个过程中，液体从100°C冷却至30°C，因此焓变化可以表示为：ΔH = mcΔT + mL其中，m为液体的质量，c为液体的比热容，ΔT为温度变化，L为相变潜热。
实际案例：在化工生产中，液体冷却过程常常会伴随着热量的释放。
比如在冷却塔中，热水经过冷却塔顶部的喷淋装置，通过与空气的接触，将热量传递给空气，使水的温度降低。
这个过程中，热水的焓发生了变化，而释放的热量则被转化为冷却塔底部的冷却水。
第二题：某反应器中，气体从1MPa膨胀至0.1MPa，求其膨胀过程中的焓变化。
解析：气体的膨胀过程可以看作是绝热膨胀，根据绝热过程的热力学关系，焓变化可以表示为：ΔH = C_pΔT其中，C_p为气体的定压比热容，ΔT为温度变化。
实际案例：在化工生产中，气体的膨胀过程常常会伴随着功的输出。
比如在天然气输送管道中，高压天然气经过减压阀膨胀至低压，释放出的能量可以用来驱动压缩机或者发电机，实现能量的转换和利用。
通过以上两个习题的解析和实际案例的讨论，我们可以看到化工热力学的知识在实际工程中的重要性。
掌握热力学原理和应用是化学工程师必备的基本能力，通过课后习题的答案解析和实践案例的讨论，可以帮助学生更好地理解和应用这些知识，提高工程实践能力，为将来的工程实践打下坚实的基础。
化工热力学作业
化工热力学作业2-3 试根据R-K 方程2-10（)(2/1b V V T a b V RT P +--=）导出常数a 、b 与临界常数的关系式2-16、2-17（Cc P T R a 5.2242748.0= C C P RT b 08664.0=）。
2-4 某反应器容积为1.213m 3，内有45.40kg 乙醇蒸汽，温度为227℃。
试用下列三种方法求出反应器的压力。
已知实验值为2.75 Mpa 。
（a ）用理想气体方程 （b ）用R-K 方程 （c ）用三参数普遍化关联法。
2-7 试用下列三种方法计算250℃、2000KPa 水蒸气的Z 与V 。
（a ）用维里截断式2-8（21VC V R RT PV Z ++≈=），已知第二和第三维里系数的实验值为B= -0.1525 m 3·kmol -1 和C=-0.5800×10-2 m 6·kmol -2；（b ）用维里截断式2-7（RTBP RT PV Z +≈=1），其中B 用皮策普遍化关联法求出；（c ）用水蒸气表计算。
2-9 在50℃、60.97Mpa 时由0.401（摩尔分数）的氮和0.599的乙烯组成混合气体，试用下列四种方法求算混合气体的摩尔体积。
已知实验数据求出的Z 实=1.40。
（a ）理想气体方程（b ）阿玛格定律和普遍化压缩因子图；（c ）虚拟临界常数法（Kay 规则）；（d ）混合物的第二维里系数法。
2-12 选择合适的普遍化关联法计算1Kmol 丁二烯-1,3从2.53MPa 、127℃压缩到12.67 MPa 、227℃时的△H 、△S 和△V 。
已知丁二烯-1,3的T C =425.0K ，P C =4.326MPa ，V C =0.221 m 3·kmol -1，ω=0.181，理想气体等压热容C *p =22.738+222.796×10-3T －73.879×10-6T 2（kj · kmol -1K -1），或G *P /R=2.735+26.7977×10-3－8.8861×10-6T 2(T ：K)。
(完整word版)化工热力学习题集及答案 (2)
模拟题一一．单项选择题（每题1分，共20分）T 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（ ）饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 T 温度下的过冷纯液体的压力P （ ） >()T P s <()T P s =()T P sT 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ ）>()T P s <()T P s =()T P s 纯物质的第二virial 系数B （ ）A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ）第三virial 系数 第二virial 系数 无穷项 只需要理想气体方程 液化石油气的主要成分是（ ）丙烷、丁烷和少量的戊烷 甲烷、乙烷 正己烷 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ）饱和液摩尔体积 饱和汽摩尔体积 无物理意义 偏心因子的定义式（ ）0.7lg()1s r Tr P ω==--0.8lg()1s r Tr P ω==--1.0lg()s r Tr P ω==-设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ）A.1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z x Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 关于偏离函数MR ，理想性质M*，下列公式正确的是（ ）A. *RMM M =+ B. *2RMM M =-C. *R M M M =-D. *RM M M =+下面的说法中不正确的是 ( )（A ）纯物质无偏摩尔量 。
化工热力学_Chapter2_习题&思考题
11.试查找并列举超临界流体的特性及部分应用实例.2.试用RK 方程计算异丁烷在300K ，0.3704MPa 时饱和蒸气的摩尔体积。
实验值为V=6.081m 3/kmol 。
3.1摩尔丙烷置于容积为2升的刚性容器中，试用RK 方程分别求100℃和6℃时容器内的压力？已知丙烷在6℃时的饱和蒸汽压为0.57MPa 。
4.液化石油气(LPG)中主要成分不可能是甲烷和正己烷，试根据甲烷和己烷的物理性质予以分析。
作业题(1)_(Mar. 13, 2015)第二章流体的p-V-T 关系48.455.6燃烧值/kJ/g 68.75-161.45T B / ℃29.8045.36p C /atm 234.4-82.62T C / ℃正己烷甲烷物质1.纯物质的三相点随所处压力的不同而改变，对否？为什么？2.vdW、RK方程在临界温度附近也能较准确预测饱和蒸汽压, 对吗？3.在计算pVT关系方面RK方程较SRK方程更合适，是否正确？4.一状态方程能计算汽液相平衡，一定能很好地计算pVT关系?5.在临界温度附近，vdW方程也能较准确地预测烃类流体的饱和蒸汽压，但对体积性质的预测精度仍很差，这一说法对吗？为什么？6.纯物质饱和液体的摩尔体积随温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随温度升高而减小，对否？为什么？7.某温度T下的过热纯蒸汽的压力p小于该温度下的饱和蒸汽压, 对否？8.温度一定, 压力趋于零时, 任何气体的pV乘积也趋于零, 对否?为什么?9.纯物质临界点的数学特征为和。
10.参考教材图2-3中蒸发线上的自由度为1，所以处在蒸发线上的1mol物质，只要温度给定，其压力和体积就确定了。
这一说法对吗？如果不对，将如何改正？2。
化工热力学作业题资料
第一章绪论1.你能说出“热质说”与“热动说”两种观点的根本区别吗？2.热力学第一定律创建的充分条件是什么？3.解释可逆过程与不可逆过程。
4.何为强度性质，何为容量性质？5.经典热力学与分子热力学的根本区别是什么？第二章流体的P-V-T关系1.用下列方法计算200o C及10atm下异丙醇气的压缩因子与体积（1）取至第三维里项内的维里方程，实验测定的维里系数B=-388cm3/molC=-26000cm3/mol2（2）用普遍化第二维里系数法计算（3）用R-K方程，由T c，P c直接计算常数a、b已知异丙醇的物理常数为：T c=508.2K P c=50.0atmV c=220.4cm3/molW=0.7002.比较分别用普遍化方法与理想气体定律计算136atm，920K下的水蒸气比容的结果，并与水蒸气表对照。
3.为了生产液氧，需将氧气由大气压力及22o C加压冷却至100atm，183K，如原有体积3L氧气，求被压缩后气体的体积。
4.1mol氨在673K时占有体积70ml，试用普遍化压缩因子及R-K方程计算其压力，并与理想气体的计算结果相比较。
第三章 纯物质的热力学性质1. 推导以下方程：1）V T T P V S )()(∂∂=∂∂2）P TP T V U V T -∂∂=∂∂)()(3）dV V PV T P T dT T P V C dH T V V V ])()([])([∂∂+∂∂+∂∂+=4）dV VTC dP P T C V dH P P V V )(])([∂∂+∂∂+=5）dV T pdT T C dS V V )(∂∂+=6）dp TVdT T C dS P P )(∂∂-=2. 使用合适的普遍化关联式计算1kmol 的1, 3-丁二烯当其从2.53MPa 及127o C 压缩至12.67MPa 及277o C 时的H ∆、S ∆、V ∆。
已知丁1, 3-丁二烯在理想气体状态时的定压摩尔热容为：K kmol kJ T T C p ⋅⨯-+=--/10879.73796.222738.22263'3. 运用R-K 方程求算125o C 、10MPa 下丙烯的剩余焓与剩余熵（假设该状态下的丙烯服从R-K 状态方程）。
化工热力学第二章作业
第二章1. 用R-K 方程求294.3K 和1.013⨯103kPa 下甲烷的摩尔体积。
已知实验值为63(1.01310,294.3)2370.27/V Pa K cm m ol ⨯= （叠代求解）解：查附表知甲烷的特性参数为c c T K p M Pa w ===（1）应用R-K 方程计算甲烷的摩尔体积。
R-K 方程为0.5()RT a p V bTV V b =--+将上两边乘以 (V －b )／P()b V V PT)b V (a P RTb V /+--=-21将上式写成迭代格式()()b V V PTb V a b P RT V k k /k k +--+=+21122.522.560.523(8.314)(190.6)0.427480.4274832224.610ca cR T a kP m Kkm olp -⨯==⨯=⋅⋅⋅⨯6138.314190.60.086860.086640.029854.610c cRT b m km olp -⨯==⨯=⋅⨯()()11/232220.029858.314294.30.0298510131013294.30.02985k k k k V V V V +-⨯=+-⨯⨯+()()10.18540.029852.44530.02985k k k k V V V V +-=-+取3108.314294.32.41541013R T V m km olP-⨯===⋅()()3110.1854 2.41540.029852.4453 2.37042.4154 2.41540.02985V m km ol--=-=⋅+()()3120.1854 2.37040.029852.4453 2.36902.3704 2.37040.02985V m km ol--=-=⋅+()()3130.1854 2.36900.029852.4453 2.36902.3690 2.36900.02985V m km ol--=-=⋅+312.3690V m kmol -=⋅在T=294.3K 和p=1.013310kPa ⨯时摩尔体积的计算值与实验值的相对百分偏差为 2370.272369100%0.0542370.27-⨯=2. 工程设计中需要乙烷在3446kPa 和93.33℃下的体积数据，已查到的文献值为0.025273/m kg ，试应用下列方法进行核算： （1） 两参数压缩因子法； （2） 三参数压缩因子法；（求摩尔体积）解：查附录2的表2-1得到乙烷的特性常数为： 305.4, 4.884,0.098,30.070c c T K p M Pa M ω====（1） 两参数压缩因子法由T=273.15+93.33=366.48（K ），p=3446kPa 和c T ，c p 的数值可确定对比参数如下：366.48 1.20,305.4r cT T T ===663.446100.714.88410r cp p p ⨯===⨯由r T =1.20，r p =0.71查图得 Z=0.86因为pV=ZRT,则3330.868.314366.480.00076/0.02527/344610ZRTV m mol m kgp ⨯⨯====⨯由上可知，乙烷体积的计算值与文献值相符。
【精品】化工热力学第二章习题解答
【精品】化工热力学第二章习题解答化工热力学第二章习题解答1.一个理想气体在恒定温度下，其压强与体积的关系如下所示：P = A / V^2其中P是压强，V是体积，A是常数。
求该气体的热力学过程方程。
解答：根据热力学第一定律，对于恒温过程，有dU = dq + dw = dq - PdV，其中U是内能，q是热量，w是对外界做的功。
由于该气体是理想气体，可以假设其内能只与温度有关，即dU = Cdt，其中C 是常数，t是温度。
将上式代入热力学第一定律中，得到Cdt = dq - PdV。
根据理想气体状态方程PV = nRT，其中n为物质的量，R为气体常数，T为温度。
将P = A / V^2代入上式，得到Cdt = dq - (A / V^2)dV。
对上式两边同时积分，得到∫Cdt = ∫dq - ∫(A / V^2)dV。
即Ct = q - A / V + B，其中B为常数。
综上所述，该气体的热力学过程方程为Ct = q - A / V + B。
2.一个气体在等体过程中，其压强与温度的关系如下所示：P = A * T^2其中P是压强，T是温度，A是常数。
求该气体的热力学过程方程。
解答：根据热力学第一定律，对于等体过程，有dU = dq + dw = dq - PdV，其中U是内能，q是热量，w是对外界做的功。
由于该气体是理想气体，可以假设其内能只与温度有关，即dU = Cdt，其中C 是常数，t是温度。
将上式代入热力学第一定律中，得到Cdt = dq - PdV。
根据理想气体状态方程PV = nRT，其中n为物质的量，R为气体常数，T为温度。
将P = A * T^2代入上式，得到Cdt = dq - (A * T^2)dV。
对上式两边同时积分，得到∫Cdt = ∫dq - ∫(A * T^2)dV。
即Ct = q - (A / 3)T^3 + B，其中B为常数。
综上所述，该气体的热力学过程方程为Ct = q - (A / 3)T^3 + B。
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第六章 作业
6-2 某酒厂用96%(wt)的食用酒精配酒，酒中的乙醇含量为56%(wt)。
现决定用1吨食用酒精进行配置，问需要多少水才能配置成所需的产品？所得酒有多少m 3 ?已经在250C 和10.133kPa 时水和乙醇的偏摩尔体积如下表所示：
250C 时水的比容为1.003cm 3
*g -1。
6-3 在300C 和10.133kPa 下，苯(1)和环己烷(2)的液体混合物的容积数据可用V=(109.4-16.8x 1-2.64x 12)*10
-6表示。
式中：x 1为苯的摩尔分数；V 的单位是m 3*mol -1。
已知苯的环己烷在300C 时的比重分别为0.870和0.757。
求算300C 和10.133kPa 下1、2、、△V 的表达式。
6-4 在T 、P 为常数时，曾有人推荐用下面一对方程来表达某二元系的偏摩尔体积数据：
1 — V 1 = a + (b-a)*x 1 + b* x 1
2 2 —V 2 = a + (b-a)*x 2 + b* x 2
2 式中：只是温度和压力的函数，试问从热力学角度考虑，上述方程是否合理？
6-8 估算1100C 和27.5Mpa 的液体丙酮的逸度。
已知1100C 时
丙酮的蒸汽压为0.436Mpa,饱和液体丙酮的摩尔体积为73cm3*mol-1。
6-17已知在250C、2.0Mpa时二元系中组分1的逸度表达式为
= 5.0*x1– 8.0*x12 + 4.0*x13
的单位为MPa。
试计算在上述温度和压力下：
(1) 纯组分1的逸度。
(2) 纯组分1。
(3) 组分1的亨利常数。
(4) 活度系数γ1与x1的关系式。
(5) 的表达式。
(6) 与的关系，求算在给定温度和压力下有组分1和2组成的混合物的逸度f。