化工热力学马沛生第二版
化工热力学马沛生第二版习题答案

化工热力学马沛生第二版习题答案
第一章:热力学基本概念与性质
1.1 温度、压力、体积及变化
1.1.1 选择题
1.在0℃和85℃两个温度之间,气体体积的变化主要取决于其压强。
答案:F
解析:气体体积的变化主要取决于温度,而与压强无关。
2.如果两个金属块的温度相等,则它们的分子平均动能也相等。
答案:T
解析:温度是表示物体内分子平均动能的物理量。
3.1厘米正常气温下的气体与2厘米正常气温下的气
体在质量上相等。
答案:F
解析:在正常气温下,相同气体质量与体积成反比。
4.一个密闭容器内气体的压强是由温度决定的。
答案:T
解析:根据理想气体状态方程,PV = nRT,压强与
温度成正比。
1.1.2 填空题
1.25℃的普朗克辐射定律中的常数k等于9.5 x 10^-23。
答案:False
解析:25℃的普朗克辐射定律中的常数k等于
1.381 x 10^-23。
马沛生-主编-化工热力学-第七章习题解答

习 题 七 及 答 案一、问答题7-1. Rankine 循环与卡诺循环有何区别与联系? 实际动力循环为什么不采用卡诺循环?答:两种循环都是由四步组成,二个等压过程和二个等熵(可逆绝热)过程完成一个循环。
但卡诺循环的二个等压过程是等温的,全过程完全可逆;Rankine 循环的二个等压过程变温,全过程只有二个等熵过程可逆。
卡诺循环中压缩机压缩的是湿蒸汽,因气蚀损坏压缩机;且绝热可逆过程难于实现。
因此,实际动力循环不采用卡诺循环。
7-2. Rankine 循环的缺点是什么? 如何对其进行改进?答:Rankine 循环的吸热温度比高温燃气温度低很多,热效率低下,传热损失极大。
可通过:提高蒸汽的平均吸热温度、提高蒸汽的平均压力及降低乏汽的压力等方法进行改进。
7-3.影响循环热效率的因素有哪些?如何分析?答:影响循环热效率的因素有工质的温度、压力等。
具体可利用下式1L HT T η=- 分析确定哪些因素会改变L H T T 或,从而得到进一步工作的方案。
7-4.蒸汽动力循环中,若将膨胀做功后的乏气直接送人锅炉中使之吸热变为新蒸汽,从而避免在冷凝器中放热,不是可大大提高热效率吗? 这种想法对否? 为什么?答:不合理。
蒸汽动力循环以水为工质,只有在高压下才能提高水温;乏汽的压力过低,不能直接变成高压蒸汽。
与压缩水相比较,压缩蒸汽消耗的工太大,不仅不会提高热效率,反而会大大降低热效率。
7-5.蒸气压缩制冷循环与逆向卡诺循环有何区别与联系? 实际制冷循环为什么不采用逆向卡诺循环?答:两种循环都是由四步组成,二个等压过程和二个等熵(可逆绝热)过程完成一次循环。
但逆向卡诺循环的二个等压过程是等温的,全过程完全可逆;蒸气压缩制冷循环的二个等压过程变温,全过程只有二个等熵过程可逆。
Carnot 制冷循环在实际应用中是有困难的,因为在湿蒸汽区域压缩和膨胀会在压缩机和膨胀机汽缸中形成液滴,造成“汽蚀”现象,容易损坏机器;同时压缩机汽缸里液滴的迅速蒸发会使压缩机的容积效率降低。
马沛生 主编 化工热力学 第四章习题解答

习题四一、是否题M M。
4-1 对于理想溶液的某一容量性质M,则 i i解:否4-2 在常温、常压下,将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混合后,其总体积为30 cm3。
解:否4-3温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液,则混合过程的温度、压力、焓、Gibbs自由能的值不变。
解:否4-4 对于二元混合物系统,当在某浓度范围内组分2符合Henry规则,则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则。
解:是4-5在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。
解:是4-6理想气体混合物就是一种理想溶液。
解:是4-7对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零。
解:否4-8对于理想溶液所有的超额性质均为零。
解:否4-9理想溶液中所有组分的活度系数为零。
解:否4-10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。
解:否4-11理想溶液在全浓度范围内,每个组分均遵守Lewis-Randall 定则。
解:否4-12 对理想溶液具有负偏差的系统中,各组分活度系数i γ均 大于1。
解:否4-13 Wilson 方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。
但它不适用于液液部分互溶系统。
解:是二、计算题4-14 在一定T 、p 下,二元混合物的焓为 2121x cx bx ax H ++= 其中,a =15000,b =20000,c = - 20000 单位均为-1J mol ⋅,求 (1) 组分1与组分2在纯态时的焓值1H 、2H ;(2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓1H 、2H 和无限稀释时的偏摩尔焓1∞H 、2∞H 。
解:(1)1111lim 15000J mol -→===⋅x H H a2121lim 20000J mol -→===⋅x H H b(2)按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓,先求导:()()()12121111111d dd d d11d H ax bx cx x x x ax b x cx x x =++=+-+-⎡⎤⎣⎦12=-+-a b c cx将1d d Hx 代入到偏摩尔焓计算公式中,得()()()()()()11112121111111112122d 1d (1)211221H H H x x ax bx cx x x a b c cx ax b x cx x a b c cx x a b c cx a c x a cx =+-=+++--+-=+-+-+-+---+-=+-=+()()()()21121211111111121d 2d 112HH H x ax bx cx x x a b c cx x ax b x cx x x a b c cx b cx =-=++--+-=+-+---+-=+无限稀释时的偏摩尔焓1∞H 、2∞H 为:()()2-1112012-122111221lim lim 150002000035000J mol lim lim 200002000040000J molx x x x H H a cx H H b cx∞→→∞→→==+=+=⋅==+=+=⋅4-15 在25℃,1atm 以下,含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示:121212905069H x x x x x x =++⋅+()式中H 单位为-1cal mol ⋅,1x 、2x 分别为组分1、2的摩尔分数,求 (1) 用1x 表示的偏摩尔焓1H 和2H 的表达式; (2) 组分1与2在纯状态时的1H 、2H ;(3) 组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓1∞H 、2∞H ;(4) ΔH 的表达式;(5)1x =0.5 的溶液中的1H 和2H 值及溶液的H ∆值。
化工热力学第二版答案马沛生

化工热力学第二版答案马沛生【篇一:马沛生主编化工热力学第四章习题解答】是否题4-1 对于理想溶液的某一容量性质m,则mi?mi。
解:否4-2 在常温、常压下,将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混合后,其总体积为 30 cm3。
解:否4-3 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液,则混合过程的温度、压力、焓、gibbs自由能的值不变。
解:否4-4 对于二元混合物系统,当在某浓度范围内组分2符合hey规则,则在相同的浓度范围内组分1符合lewis-randall规则。
解:是4-5 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。
解:是4-6 理想气体混合物就是一种理想溶液。
解:是4-7 对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零。
解:否4-8 对于理想溶液所有的超额性质均为零。
解:否4-9 理想溶液中所有组分的活度系数为零。
解:否4-10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。
解:否4-11理想溶液在全浓度范围内,每个组分均遵守lewis-randall定则。
解:否4-12 对理想溶液具有负偏差的系统中,各组分活度系数?i均大于1。
解:否4-13 wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。
但它不适用于液液部分互溶系统。
解:是二、计算题4-14 在一定t、p下,二元混合物的焓为h?ax1?bx2?cx1x2其中,a=15000,b=20000,c = - 20000 单位均为j?mol-1,求 (1) 组分1与组分2在纯态时的焓值h1、h2;(2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓h1、h2和无限稀释时的偏摩尔焓h1?、h2?j?molj?mol?1解:(1)h1?limh?a?15000x1?1h2?limh?b?20000x2?1?1(2)按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓,先求导:dhdx1??ddx1ddx1?ax1?bx2?cx1x2???ax1?b?1?x1??cx1?1?x1????a?b?c?2cx1将dh代入到偏摩尔焓计算公式中,得dx1h1?h??1?x1?dhdx1?ax1?bx2?cx1x2?(1?x1)?a?b?c?2cx1??ax1?b?1?x1??cx1?1?x1??a?b?c?2cx1?x1?a?b?c?2cx1? ?a ?c?1?x1??a?cx2h2?h?x122dhdx1?ax1?bx2?cx1x2?x1?a?b?c?2cx1??ax1?b?1?x1??cx1?1?x1??x1?a?b?c?2cx1??b?cx12无限稀释时的偏摩尔焓h1?、h2?为:h1?limh1?lim?a?cx2??15000?20000?35000?2x1?0x2?1j?molj?mol-1h??limh2?lim?b?cxx2?0x1?121??20000?20000?40000-14-15 在25℃,1atm以下,含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示:h?90x1?50x2?x1x2(?6x1?9x2)式中h 单位为cal?mol-1,x1、x2分别为组分1、2的摩尔分数,求 (1) 用x1表示的偏摩尔焓h1和h2的表达式; (2) 组分1与2在纯状态时的h1、h2;(3) 组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓h1?、h2?;(5) x1=0.5 的溶液中的h1和h2值及溶液的?h值。
马沛生 主编 化工热力学 第四章习题解答

习题四一、是否题M M.4—1 对于理想溶液的某一容量性质M,则 i i解:否4—2 在常温、常压下,将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混合后,其总体积为30 cm3。
解:否4-3温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液,则混合过程的温度、压力、焓、Gibbs自由能的值不变。
解:否4-4对于二元混合物系统,当在某浓度范围内组分2符合Henry规则,则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall规则.解:是4-5在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比.解:是4-6理想气体混合物就是一种理想溶液.解:是4-7对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零。
解:否4-8对于理想溶液所有的超额性质均为零。
解:否4-9 理想溶液中所有组分的活度系数为零。
解:否4—10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的. 解:否4—11理想溶液在全浓度范围内,每个组分均遵守Lewis-Randall 定则. 解:否4—12 对理想溶液具有负偏差的系统中,各组分活度系数i γ均 大于1。
解:否4-13 Wilson 方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。
但它不适用于液液部分互溶系统。
解:是二、计算题4-14 在一定T 、p 下,二元混合物的焓为 2121x cx bx ax H ++= 其中,a =15000,b =20000,c = — 20000 单位均为-1J mol ⋅,求 (1) 组分1与组分2在纯态时的焓值1H 、2H ;(2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓1H 、2H 和无限稀释时的偏摩尔焓1∞H 、2∞H 。
解:(1)1111lim 15000J mol -→===⋅x H H a2121lim 20000J mol -→===⋅x H H b(2)按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓,先求导:()()()12121111111d dd d d11d H ax bx cx x x x ax b x cx x x =++=+-+-⎡⎤⎣⎦12=-+-a b c cx将1d d Hx 代入到偏摩尔焓计算公式中,得()()()()()()11112121111111112122d 1d (1)211221H H H x x ax bx cx x x a b c cx ax b x cx x a b c cx x a b c cx a c x a cx =+-=+++--+-=+-+-+-+---+-=+-=+()()()()21121211111111121d 2d 112HH H x ax bx cx x x a b c cx x ax b x cx x x a b c cx b cx =-=++--+-=+-+---+-=+无限稀释时的偏摩尔焓1∞H 、2∞H 为:()()2-1112012-122111221lim lim 150002000035000J mol lim lim 200002000040000J molx x x x H H a cx H H b cx∞→→∞→→==+=+=⋅==+=+=⋅4—15 在25℃,1atm 以下,含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示:121212905069H x x x x x x =++⋅+()式中H 单位为-1cal mol ⋅,1x 、2x 分别为组分1、2的摩尔分数,求 (1) 用1x 表示的偏摩尔焓1H 和2H 的表达式; (2) 组分1与2在纯状态时的1H 、2H ;(3) 组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓1∞H 、2∞H ;(4) ΔH 的表达式;(5) 1x =0。
化工热力学课后题答案马沛生

习题:2-1.为什么要研究流体的pVT 关系?答:在化工过程的分析、研究与设计中,流体的压力p 、体积V 和温度T 是流体最基本的性质之一,并且是可以通过实验直接测量的。
而许多其它的热力学性质如内能U 、熵S 、Gibbs 自由能G 等都不方便直接测量,它们需要利用流体的p –V –T 数据和热力学基本关系式进行推算;此外,还有一些概念如逸度等也通过p –V –T 数据和热力学基本关系式进行计算。
因此,流体的p –V –T 关系的研究是一项重要的基础工作。
2-2.理想气体的特征是什么?答:假定分子的大小如同几何点一样,分子间不存在相互作用力,由这样的分子组成的气体叫做理想气体。
严格地说,理想气体是不存在的,在极低的压力下,真实气体是非常接近理想气体的,可以当作理想气体处理,以便简化问题。
理想气体状态方程是最简单的状态方程:RT pV =2-3.偏心因子的概念是什么?为什么要提出这个概念?它可以直接测量吗?答:纯物质的偏心因子ω是根据物质的蒸气压来定义的。
实验发现,纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系,即符合:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r sr Tp 11log α 其中,cs s r p p p = 对于不同的流体,α具有不同的值。
但Pitzer 发现,简单流体(氩、氪、氙)的所有蒸气压数据落在了同一条直线上,而且该直线通过r T =0.7,1log -=sr p 这一点。
对于给定流体对比蒸气压曲线的位置,能够用在r T =0.7的流体与氩、氪、氙(简单球形分子)的sr p log 值之差来表征。
Pitzer 把这一差值定义为偏心因子ω,即)7.0(00.1log =--=r s r T p ω任何流体的ω值都不是直接测量的,均由该流体的临界温度c T 、临界压力c p 值及r T =0.7时的饱和蒸气压s p 来确定。
2-4.纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大,饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小吗?答:正确。
新版化工热力学课后题答案马沛生-新版.pdf

维里系数的混合规
2- 10.在一个刚性的容器中, 装入了 1mol 的某一纯物质, 容器的体积正好等于该物质的摩 尔临界体积 Vc。如果使其加热,并沿着习题图 2- 1 的 p–T 图中的 1→C→ 2 的途径变化( C
是临界点)。请将该变化过程表示在 p –V 图上,并描述在加热过程中各点的状态和现象。
理想气体状态方程是最简单的状态方程:
pV RT
2- 3.偏心因子的概念是什么?为什么要提出这个概念?它可以直接测量吗?
答:纯物质的偏心因子
是根据物质的蒸气压来定义的。实验发现,纯态流体对比饱和蒸
气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系,即符合:
log prs
1 1
Tr
其中,
p
s r
ps
pc
对于不同的流体, 具有不同的值。但 Pitzer 发现,简单流体(氩、氪、氙)的所有蒸气压
中的常数项,表示成组成 x 以及纯物质参数项的函数,这种函数关系称作为混合规则。
对于不同的状态方程, 有不同的混合规则。 寻找适当的混合规则, 计算状态方程中的常
数项,使其能准确地描述真实流体混合物的
p –V -T 关系,常常是计算混合热力学性质的关
键。
常用的混合规则包括适用于压缩因子图的虚拟临界性质的混合规则、 则以及适用于立方型状态方程的混合规则。
答:同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸气的
Gibbs 自由能是相同的,这是纯物质气液
1
第二章 流体的 p-V- T 关系
平衡准则。气他的热力学性质均不同。 2- 6.常用的三参数的对应状态原理有哪几种? 答:常用的三参数对比态原理有两种,一种是以临界压缩因子 以 Pitzer 提出的以偏心因子 作为第三参数的对应状态原理。
马沛生 主编 化工热力学 第三章习题解答汇编

第三章 纯流体的热力学性质计算思考题3-1气体热容,热力学能和焓与哪些因素有关?由热力学能和温度两个状态参数能否确定气体的状态?答:气体热容,热力学能和焓与温度压力有关,由热力学能和温度两个状态参数能够确定气体的状态。
3-2 理想气体的内能的基准点是以压力还是温度或是两者同时为基准规定的? 答:理想气体的内能的基准点是以温度为基准规定的。
3-3 理想气体热容差R p v c c -=是否也适用于理想气体混合物?答:理想气体热容差R p v c c -=不适用于理想气体混合物,因为混合物的组成对此有关。
3-4 热力学基本关系式d d d H T S V p =+是否只适用于可逆过程? 答:否。
热力学基本关系式d d d H T S V p =+不受过程是否可逆的限制3-5 有人说:“由于剩余函数是两个等温状态的性质之差,故不能用剩余函数来计算性质随着温度的变化”,这种说法是否正确?答:不正确。
剩余函数是针对于状态点而言的;性质变化是指一个过程的变化,对应有两个状态。
3-6 水蒸气定温过程中,热力学内能和焓的变化是否为零?答:不是。
只有理想气体在定温过程中的热力学内能和焓的变化为零。
3-7 用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多,为什么?能否交叉使用这些图表求解蒸气的热力过程?答:因为做表或图时选择的基准可能不一样,所以用不同来源的某纯物质的蒸气表或图查得的焓值或熵值有时相差很多。
不能够交叉使用这些图表求解蒸气的热力过程。
3-8 氨蒸气在进入绝热透平机前,压力为2.0 MPa ,温度为150℃,今要求绝热透平膨胀机出口液氨不得大于5%,某人提出只要控制出口压力就可以了。
你认为这意见对吗?为什么?请画出T -S 图示意说明。
答:可以。
因为出口状态是湿蒸汽,确定了出口的压力或温度,其状态点也就确定了。
3-9 很纯的液态水,在大气压力下,可以过冷到比0℃低得多的温度。
假设1kg 已被冷至-5℃的液体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
为什么要研究流体的pVT 关系?答:在化工过程的分析、研究与设计中,流体的压力p 、体积V 和温度T 是流体最基本的性质之一,并且是可以通过实验直接测量的。
而许多其它的热力学性质如内能U 、熵S 、Gibbs 自由能G 等都不方便直接测量,它们需要利用流体的p –V –T 数据和热力学基本关系式进行推算;此外,还有一些概念如逸度等也通过p –V –T 数据和热力学基本关系式进行计算。
因此,流体的p –V –T 关系的研究是一项重要的基础工作。
理想气体的特征是什么?答:假定分子的大小如同几何点一样,分子间不存在相互作用力,由这样的分子组成的气体叫做理想气体。
严格地说,理想气体是不存在的,在极低的压力下,真实气体是非常接近理想气体的,可以当作理想气体处理,以便简化问题。
理想气体状态方程是最简单的状态方程: RT pV =偏心因子的概念是什么?为什么要提出这个概念?它可以直接测量吗?答:纯物质的偏心因子ω是根据物质的蒸气压来定义的。
实验发现,纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系,即符合: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r s r T p 11log α 其中,cs s r p p p = 对于不同的流体,α具有不同的值。
但Pitzer 发现,简单流体(氩、氪、氙)的所有蒸气压数据落在了同一条直线上,而且该直线通过r T =0.7,1log -=s r p 这一点。
对于给定流体对比蒸气压曲线的位置,能够用在r T =0.7的流体与氩、氪、氙(简单球形分子)的s r p log 值之差来表征。
Pitzer 把这一差值定义为偏心因子ω,即 )7.0(00.1log =--=r s r T p ω 任何流体的ω值都不是直接测量的,均由该流体的临界温度c T 、临界压力c p 值及r T =0.7时的饱和蒸气压s p 来确定。
纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大,饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小吗?答:正确。
由纯物质的p –V 图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。
同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质均不同吗?答:同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸气的Gibbs 自由能是相同的,这是纯物质气液平衡准则。
气他的热力学性质均不同。
常用的三参数的对应状态原理有哪几种?答:常用的三参数对比态原理有两种,一种是以临界压缩因子Zc 为第三参数;另外一种是以Pitzer 提出的以偏心因子ω作为第三参数的对应状态原理。
总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。
答:许多p –V -T 关系如RKS 方程、PR 方程及BWR 方程既可以用于计算气体的p –V –T ,又都可以用到液相区,由这些方程解出的最小体积根即为液体的摩尔体积。
当然,还有许多状态方程只能较好地说明气体的p –V -T 关系,不适用于液体,当应用到液相区时会产生较大的误差。
与气体相比,液体的摩尔体积容易测定。
除临界区外,温度(特别是压力)对液体容积性质的影响不大。
除状态方程外,工程上还常常选用经验关系式和普遍化关系式等方法来估算。
简述对应状态原理。
答:对比态原理认为,在相同的对比状态下,所有的物质表现出相同的性质。
对比态原理是从适用于p –V -T 关系两参数对比态原理开始的,后来又发展了适用于许多热力学性质和传递性质的三参数和更多参数的对比态原理。
如何理解混合规则?为什么要提出这个概念?有哪些类型的混合规则?答:对于真实流体,由于组分的非理想性及由于混合引起的非理想性,使得理想的分压定律和分体积定律无法准确地描述流体混合物的p –V -T 关系。
如何将适用于纯物质的状态方程扩展到真实流体混合物是化工热力学中的一个热点问题。
目前广泛采用的方法是将状态方程中的常数项,表示成组成x 以及纯物质参数项的函数,这种函数关系称作为混合规则。
对于不同的状态方程,有不同的混合规则。
寻找适当的混合规则,计算状态方程中的常数项,使其能准确地描述真实流体混合物的p –V -T 关系,常常是计算混合热力学性质的关键。
常用的混合规则包括适用于压缩因子图的虚拟临界性质的混合规则、维里系数的混合规则以及适用于立方型状态方程的混合规则。
2-18.一个体积为0.3m 3的封闭储槽内贮乙烷,温度为290K 、压力为25×105Pa ,若将乙烷加热到479K ,试估算压力将变为多少?解:乙烷的临界参数和偏心因子为:c T =305.32K ,c p =4.872MPa ,ω=0.099因此:95.032.305/290/11===c r T T T 513.072.48/5.2/11===c r p p p故使用图2-11,应该使用普遍化第二维里系数计算 ()375.095.0422.0083.0/422.0083.06.16.1)0(-=-=-=r T B()074.095.0172.0139.0/172.0139.02.42.4)1(-=-=-=r T B()()()()7935.095.0513.0074.0099.0375.011110=⨯⨯--+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅++=+=r r T p B B RT Bp Z ω ()1355m ol m 105.761025290314.87935.0--⋅⨯=⨯⨯⨯==p ZRT V ()mol 2.392105.763.05=⨯==-V V n 总 加热后,采用RK 方程进行计算。
其中:T=479K ,摩尔体积仍然为135mol m 105.76--⋅⨯=V ,首先计算: ()()()2-0.5665.225.22mol K m Pa 879.910872.432.305314.842748.0/42748.0⋅⋅⋅⨯⨯⨯===c c p T R a ()1356mol m 10514.410872.432.305314.808664.0/08664.0--⋅⨯⨯⨯⨯===c c p RT b 代入RK 方程: ()()MPa804.4Pa 10804.41014.450.765100.765479879.91014.45100.765479314.8)(6665.0665.0==+--=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+--=----b V V T a b V RT p 2-22.试用RK 方程计算二氧化碳和丙烷的等分子混合物在151℃和13.78 MPa 下的摩尔体积。
解:计算所需的数据列表如下:由(2-51a )和(2-51b )得:2-0.5622222212211121mol K m Pa 75.1129.185.012.115.05.02460.65.02⋅⋅⋅⨯+⨯⨯⨯+⨯++===a y a y y a y a M()-135552211m ol m 10415.410271.65.010968.25.0⋅⨯⨯⨯+⨯⨯+=---==b y b y b M()()6322.015.424314.81078.1375.115.2265.22==⨯⨯⨯=T R p a A M 1725.015.424314.81078.1310415.465==⨯⨯⨯⨯=-RT p b B M 按照式(2-16a )⎪⎭⎫ ⎝⎛+--⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=h h h h h B A h Z 16084.311111= (A ) 和式(2-16b ) Z Z B V b h m 1725.0===(B ) 联立求解方程(A )、)(B )进行迭代计算得:因此:Z =0.5975,h =0.2887混合物得摩尔体积为:mol m p ZRT V ⋅⨯=⨯⨯⨯==-3461052.11078.1315.424314.85975.0讨论了温度、压力对H 、S 的影响,为什么没有讨论对U 的影响?答:本章详细讨论了温度、压力对H 、S 的影响,由于U=H-pV ,在上一章已经讨论了流体的pVT 关系,根据这两部分的内容,温度、压力对U 的影响便可以方便地解决。
如何理解剩余性质?为什么要提出这个概念?答:所谓剩余性质,是气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于理想气体状态下热力学性质之间的差额。
需要注意的是剩余性质是一个假想的概念,用这个概念可以表示出真实状态与假想的理想气体状态之间热力学性质的差额,从而可以方便地算出真实状态下气体的热力学性质。
定义剩余性质这一个概念是由于真实流体的焓变、熵变计算等需要用到真实流体的热容关系式,而对于真实流体,其热容是温度和压力的函数,并且没有相应的关联式,为了解决此问题就提出了剩余性质的概念,这样就可以利用这一概念方便地解决真实流体随温度、压力变化的焓变、熵变计算问题了。
热力学性质图和表主要有哪些类型?如何利用体系(过程)的特点,在各种图上确定热力学的状态点?答:已画出的热力学性质图有p-V,p-T,H-T、T-S、lnp-H、H-S图等,其中p-V 图和p-T图在本书的第二章已经介绍,它们只作为热力学关系表达,而不是工程上直接读取数字的图。
在工程上常用地热力学性质图有:(1)焓温图(称H-T图),以H为纵坐标,T为横坐标。
(2)温熵图(称T-S图),以T为纵坐标,S为横坐标。
(3)压焓图(称lnp-H图),以lnp为纵坐标,H为横坐标。
(4)焓熵图(称Mollier图,H-S图),以H为纵坐标,S为横坐标。
水蒸汽表是收集最广泛、最完善的一种热力学性质表。
热力学性质图的制作可以将任意点取为零(即基准点),例如,目前常用的H、S基点为该物质-129℃的液体。
可以利用一些实验数据,此外,还可以根据体系和过程的特点,利用各种热力学基本关系,如热力学性质关系式、p-V-T数据等进行计算。
制作纯物质(包括空气)热力学性质图表是一个非常复杂的过程,制图中输入的实验值是有限的,大量的数据是选用合适的方法进行计算得到的。
并且既需要各单相区和汽液共存区的p-V-T数据,又需要它们在不同条件下的等热力学基础数据,如沸点Tb、熔点Tm、临界常数Tc、pc和Vc。