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化工热力学答案
∴P
RT a 0.5 V b T V V b
8 . 3 1 4 323.15 6 2.9 5 5 1 0 1 2 . 4 8 3.222 323 . 1 5 1 2 .4 6 1 0
0.5 5 5 12
=19.04M Pa (3) 普遍化关系式
B1 0.139
BPc B0 B1 0.2426 0.25 0.05194 0.2296 RTc
Z 1 BP PV BP P 1 c r RT RT RTc Tr
→V=1.885×10-3m3/mol
∴n=2.83m3/1.885×10-3m3/mol=1501mol 对于状态Ⅱ：摩尔体积 V=0.142 m3/1501mol=9.458×10-5m3/mol (2) Vander Waals 方程 T=448.6K
0 B2 0.083
0.422 0.422 0.083 0.3417 1.6 1.6 Tr 2 303 304.2 0.172 0.172 0.139 0.03588 4.2 4.2 Tr 2 303 304.2
1 B2 0.139
B22
又 Tcij
（1）理想气体方程 V=RT/P=8.314×510/2.5×106=1.696×10-3m3/mol 误差：
1.696 1.4807 100% 14.54% 1.4807
（2）Pitzer 普遍化关系式 对比参数： Tr
T Tc 510 425.2 1.199
Pr P Pc 2 . 5 3 . 8
Tr T Tc 477 405.6 1.176 Pr P Pc 2.03 11.28 0.18 —普维法
化工热力学课后答案
化工热力学课后答案（填空、判断、画图）第1章绪言一、是否题封闭体系的体积为一常数。
（错）1.2. 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）3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
（对）4.理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
（错。
还与压力或摩尔体积有关。
）5.封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相T2等，初态和终态的温度分别为「和T2，则该过程的 U C V dT ;同样，对于初、终态TiT2压力相等的过程有 H C p dT。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
）T1、填空题1.状态函数的特点是：_________ 。
2.封闭体系中，温度是 T的imol理想气体从（P, V）等温可逆地膨胀到（P，V f），则所做的功为W rev RT ln V i V f （以 V表示）或W rev RT In P f P i （以 P表示）o3.封闭体系中的1mol理想气体（已知C jg ），按下列途径由T、P1和V1可逆地变化至P2,贝yA 等容过程的V= 0 , Q= C^ R -P2 1 T1 , U=c jg R -P2 1 T1 , H=P1 P1C Pg 1T1。
B等温过程的W RTln旦,Q=RTln旦, U= _________________ ,H= ____________ P L________ P L第2章P-V-T关系和状态方程、是否题1.纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。
（错。
可以通过超临界流体区。
）当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。
（错。
若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。
）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。
化工热力学答案（完整资料）.doc
化工热力学答案（完整资料）.doc【最新整理，下载后即可编辑】化工热力学第二章作业解答2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式解（1）用理想气体方程（2-4） V ＝RT P＝68.3146734.05310＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6）从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ）2 2.50.42748c cR T a p ==2 2.560.42748(8.314)(190.6)4.610＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -20.0867c c RT b p ==60.08678.314190.64.610＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6）4.053×106＝58.3146732.98710V -?-?－0.553.224(673)( 2.98710)V V -+?迭代解得V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1(注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式673 3.53190.6r T T Tc ===664.053100.8814.610r P P Pc ?===?因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。
由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2＝0.138 代入式（2-43）010.02690.0080.1380.0281BPcB B RT cω=+=+?= 由式（2-42）得Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RT c Tr=+=+?=V ＝1.390×10-3 m 3·mol -12.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算273.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3·mol －1所需要的压力。
化工热力学答案课后总习题答案详解
化工热力学答案—课后总习题答案详解第二章习题解答一.问答题：2-1为什么要研究流体的"VT关系？【参考答案】：流体P-V-T关系是化工热力学的基石，是化工过程开发和设讣、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。
（I）流体的PVT关系可以直接用于设汁。
（2）利用可测的热力学性质（T, P, V等）计算不可测的热力学性质（H, S, G.等）。
只要有了旷/T关系加上理想气体的C；；, 可以解决化工热力学的大多数问题匚以及该区域的特征：同时指岀其它重要的点、2- 2 ⅛ P-V图上指出超临界萃取技术所处的区域,而以及它们的特征。
【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：环、P>Pco2）临界点C的数学特征：（^PM Z）/ =° （在C点）（$2p/刃2）・0 （在C点）3）饱和液相线是不同压力下产生第一个气泡的那个点的连线：4）饱和汽相线是不同压力下产生第一个液滴点（或露点）那个点的连线。
5）过冷液体区的特征：给左压力下液体的温度低于该压力下的泡点温度。
6）过热蒸气区的特征：给左压力下蒸气的温度髙于该压力下的露点温度。
7）汽液共存区：在此区域温度压力保持不变，只有体积在变化。
2-3要满足什么条件，气体才能液化？【参考答案】：气体只有在低于7；条件下才能被液化。
2-4不同气体在相同温度压力下，偏离理想气体的程度是否相同？你认为哪些是决左偏离理想气体程度的最本质因素？【参考答案】：不同。
真实气体偏离理想气体程度不仅与7∖ P有关，而且与每个气体的临界特性有关，即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子7；, /和Q。
2-5偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个槪念？它可以直接测呈:吗？【参考答案】：偏心因子。
为两个分子间的相互作用力偏离分子中心之间的作用力的程度。
其物理意义为：一般流体与球形非极性简单流体（氮，氟、毎）在形状和极性方而的偏心度。
为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。
化工热力学复习题答案
化工热力学复习题答案一、选择题1. 化工热力学中，下列哪个选项不是状态函数？A. 内能B. 焓C. 熵D. 功答案：D2. 在恒温恒压条件下，下列哪个过程是自发的？A. 熵增过程B. 熵减过程C. 熵不变过程D. 熵不变且能量守恒过程答案：A3. 理想气体在等温膨胀过程中，下列哪个说法是正确的？A. 内能不变B. 焓变不为零C. 熵增加D. 系统对外做功答案：C二、填空题1. 热力学第一定律表明能量守恒，其数学表达式为：ΔU = Q - W，其中ΔU代表______，Q代表______，W代表______。
答案：内能变化；系统吸收的热量；系统对外做的功2. 熵是表示系统无序程度的物理量，其单位是______。
答案：J/K3. 根据吉布斯自由能的定义，当ΔG < 0时，反应是______的。
答案：自发三、简答题1. 简述化工热力学中，理想气体状态方程的表达式及其物理意义。
答案：理想气体状态方程的表达式为PV = nRT，其中P代表压力，V代表体积，n代表摩尔数，R代表理想气体常数，T代表温度。
该方程表明，在一定温度和压力下，理想气体的体积与其摩尔数成正比。
2. 描述熵变的计算方法，并举例说明。
答案：熵变的计算方法通常基于可逆过程，其表达式为ΔS =∫(δQ/T)。
例如，对于一个等温过程，如果系统吸收的热量为Q，温度为T，则熵变为ΔS = Q/T。
四、计算题1. 已知某理想气体在等压过程中从状态1（P1=100kPa, V1=2m³）变化到状态2（P2=200kPa, V2=4m³），求该过程中气体的焓变ΔH。
答案：由于理想气体在等压过程中焓变ΔH等于恒压热容Cp乘以温度变化ΔT，而题目中未给出温度变化，因此无法直接计算ΔH。
但可以利用理想气体状态方程和焓的定义来求解。
首先，根据理想气体状态方程，可以求出状态1和状态2的温度T1和T2。
然后，利用焓的定义ΔH = CpΔT，计算出焓变。
化工热力学课后答案完整版
.第二章流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式2-1 试分别用下述方法求出400 ℃、 4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。
（ 1 ）理想气体方程；（ 2 ） RK 方程；（ 3）PR 方程；（ 4 ）维里截断式（ 2-7）。
其中 B 用 Pitzer 的普遍化关联法计算。
[解 ] （ 1 ）根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积V id为V id RT8.314(400273.15) 1.381 103m3mol 1p 4.053106（2）用 RK 方程求摩尔体积将RK 方程稍加变形，可写为V RT a(V b)b（E1）p T 0.5 pV (V b)其中0.42748R2T c2.5ap c0.08664 RT cbp c从附表 1 查得甲烷的临界温度和压力分别为T c=190.6K,p c=4.60MPa，将它们代入a, b 表达式得a0.42748 8.3142 190.62.5 3.2217m 6 Pa mol -2 K 0.54.60106b0.086648.314190.6 2.9846 10 5 m3 mol 14.60106以理想气体状态方程求得的V id为初值，代入式（ E1）中迭代求解，第一次迭代得到V1值为V18.314673.15 2.984610 54.053106.3.2217 (1.381 100.56673.15 4.053 10 1.381 103 2.9846 10 5 )3(1.381 10 3 2.984610 5 )1.38110 32.984610 5 2.124610 51.3896331 10m mol第二次迭代得 V2为V2 1.381103 2.98461053.2217(1.389610 3 2.984610 5)673.15 0.5 4.05310 61.389610 3(1.389610 3 2.984610 5)1.38110 32.984610 5 2.112010 51.389710 3 m3 mol1V1和 V2已经相差很小，可终止迭代。
《化工热力学》详细课后习题答案解析(陈新志)
2习题第1章 绪言一、是否题1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。
(错。
和，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。
当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0，，，，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，，，）2. 封闭体系的体积为一常数。
（错）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。
（错。
还与压力或摩尔体积有关。
）6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程 P=P (T ，V )的自变量中只有一个强度性质，所以，这与相律有矛盾。
（错。
V 也是强度性质）7. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
）8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），而一位学生认为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。
(错。
) 9. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。
（错。
有时可能不一致）10. 自变量与独立变量是不可能相同的。
（错。
有时可以一致）三、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。
3. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P ，V )等温可逆地膨胀到(P ，V )，则所做的功为i i f f(以V 表示)或 (以P 表示)。
4. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知)，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P，则mol ，温度为 和水 。
化工热力学课后答案
化工热力学课后答案(填空、断定、绘图)之羊若含玉创作第1章 绪言一、是否题1.封闭体系的体积为一常数.（错） 2.封闭体系中有两个相βα,.在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相封闭体系；达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系.（对）3.幻想气体的焓和热容仅是温度的函数.（对）4.幻想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数.（错.还与压力或摩尔体积有关.）5.封闭体系的1mol 气体进行了某一进程，其体积总是变更着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分离为T1和T2，则该进程的⎰=21T T V dT C U ∆；同样，对于初、终态压力相等的进程有⎰=21T T P dT C H ∆.（对.状态函数的变更仅决议于初、终态与途径无关.） 二、填空题1.状态函数的特点是：状态函数的变更与途径无关，仅决议于初、终态 .2.封闭体系中，温度是T 的1mol 幻想气体从(Pi ，Vi)等温可逆地膨胀到(Pf ，Vf)，则所做的功为()f i rev V V RT W ln =(以V 暗示)或()i f revP P RT W ln = (以P 暗示).3.封闭体系中的1mol 幻想气体(已知ig P C )，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变更至P2，则A 等容进程的 W= 0 ，Q=()1121T P P R C igP ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--，∆U=()1121T P P R C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，∆H=1121T PP C ig P ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-. B 等温进程的 W=21ln P P RT -，Q=21ln P P RT ，∆U= 0 ，∆H=0 .第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题1.纯物质由蒸汽变成液体，必须经由冷凝的相变更进程.（错.可以通过超临界流体区.）2.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在.（错.若温度也大于临界温度时，则是超临界流体.）3.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幻想气体的摩尔体积，所以，幻想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1.（错.如温度大于Boyle 温度时，Z ＞1.）4.纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不合而转变.（错.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.）5.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.（对.这是纯物质的汽液平衡准则.）6.纯物质的平衡汽化进程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变更值均大于零.（错.只有吉氏函数的变更是零.）7.气体混杂物的virial 系数，如B ，C…，是温度和组成的函数.（对.）C 绝热进程的 W=()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211igPC RigPP P R V P R C ，Q= 0 ，∆U=()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11211ig P C R igPP P R V P R C ，∆H=1121T P P C igP C R ig P ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛. 4.1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg.5.普适气体常数R=8.314MPa cm3 mol-1 K-1=83.14bar cm3 mol-1 K-1=8.314J mol-1 K-1=1.980cal mol-1 K-1.三、填空题1.表达纯物质的汽平衡的准则有()()()()sl sv sl sv V T G V T G T G T G ,,==或（吉氏函数）、vapvap s V T H dT dP ∆∆=（Claperyon 方程）、()⎰-=svslV V slsv s V V P dV V T P ),(（Maxwell 等面积规矩）.它们能（能/不克不及）推广到其它类型的相平衡.2.Lydersen 、Pitzer 、Lee-Kesler 和Teja 的三参数对应态原理的三个参数分离为c r r Z P T ,,、ω,,r r P T 、ω,,r r P T 和ω,,r r P T .3.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/不合）；一定温度下的泡点与露点，在P －T 图上是重叠的(重叠／离开)，而在P-V 图上是离开的(重叠／离开)，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抄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.4.对于三混杂物，展开PR 方程常数a 的表达式，∑∑==-=3131)1(i j ij jj ii jik a a yy a =其中，下标相同的相互作用参数有332211,k k k 和，其值应为1；下标不合的相互作用参数有),,(,,123132232112123132232112处理已作和和和k k k k k k k k k k k k ===，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得到，在没有实验数据时，近似作零处理. .5.正丁烷的偏幸因子ω2435.0101==--ωc s P P MPa.五、图示题1.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>Tc 、T<Tc 、T=Tc 的等温线.2.试定性讨论纯液体在等压平衡汽化进程中，M （= V 、S 、G ）随T 的变更（可定性作出M-T 图上的等压线来说明）.六、证明题1.由式2-29知，流体的Boyle 曲线是关于0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂TP Z 的点的轨迹.证明vdW 流体的Boyle 曲线是()0222=+--ab abV V bRT a证明：001=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T T T V P V P V P P V RT P Z 得由由vdW 方程得整理得Boyle 曲线第3章 均相封闭体系热力学原理及其应用一、是否题1.热力学根本关系式dH=TdS+VdP 只适用于可逆进程.（错.不需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系）2.当压力趋于零时，()()0,,≡-P T M P T M ig （M 是摩尔性质）.（错.当M ＝V 时，不恒等于零，只有在T ＝TB 时，才等于零）3.纯物质逸度的完整界说是，在等温条件下，f RTd dG ln =.（错.应该是=-igG G 0()0ln P f RT 等）4.当0→P 时，∞→P f.（错.当0→P 时，1→P f ）5. 因为⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛-=PdP P RT V RT 01ln ϕ，当0→P 时，1=ϕ，所以，0=-PRT V .（错.从积分式看，当0→P 时，PRT V -为任何值，都有1=ϕ；实际上，0lim 0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=→BTT P P RT V6.吉氏函数与逸度系数的关系是()()ϕln 1,,RT P T G P T G ig ==-.（错,(),(T G P T G ig -fRT P ln )1==）7.由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不成能用偏离函数来盘算性质随着温度的变更.（错.因为：()()()()[]()()[]()()[]0102011102221122,,,,,,,,P T M P T M P T M P T M P T MP T M P T M P T M igigigig-+---=-）三、填空题1.状态方程P Vb R T()-=的偏离焓和偏离熵分离是bP dP P R T b P RTdP T V T V HH PP P ig=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=-⎰⎰00和0ln 0000=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=+-⎰⎰dP P R P R dP T V P R P P R S S PP P ig；若要盘算()()1122,,P T H P T H -和()()1122,,P T S P T S -还需要什么性质？ig P C ；其盘算式分离是()()1122,,P T H P T H -()()[]()()[]()()[]()dTC P P b dTC bP bP T H T H T H P T H T H P T H T T igP T T igP ig ig ig ig ⎰⎰+-=+-=-+---=2121121212111222,,和()()1122,,P T S P T S -()()[]()()[]()()[]dTTC P P R dT T C P P R P P R P T S P T S P T S P T S P T S P T S TT igP T T ig P ig ig ig ig ⎰⎰+-=++-=-+---=2121120102010201110222ln ln ln ,,,,,,.2.对于混杂物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温．同组成的幻想气体混杂物.五、图示题1.将下列纯物质阅历的进程暗示在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；(e)在临界点进行的恒温膨胀.解：第4章 非均相封闭体系热力学一、是否题1.偏摩尔体积的界说可暗示为{}{}ii x P T i n P T i i x V n nV V ≠≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂=,,,,∂.(错.因对于一个均相封闭系统，n 是一个变数，即(){}0,,≠∂∂≠i n P T i n n )2.对于幻想溶液，所有的混杂进程性质变更均为零.（错.V ，H ，U ，CP ，CV 的混杂进程性质变更等于零，对S ，G ，A 则不等于零）3.对于幻想溶液所有的逾额性质均为零.（对.因is E M M M -=）4.体系混杂进程的性质变更与该体系相应的逾额性质是相同的.（错.同于4）5.幻想气体有f=P ，而幻想溶液有i i ϕϕ=ˆ.（对.因i i i i i i is iis i Pf Px x f Px f ϕϕ====ˆˆ） 6.温度和压力相同的两种幻想气体混杂后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和.（错.总熵不等于原来两气体的熵之和）7.因为GE(或活度系数)模子是温度和组成的函数，故理论上i γ与压力无关．（错.理论上是T ，P ，组成的函数.只有对低压下的液体，才近似为T 和组成的函数）8.纯流体的汽液平衡准则为f v=f l.（对）9.混杂物体系达到汽液平衡时，总是有l iv i l v l i v i f f f f f f ===,,ˆˆ.（错.两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等）10. 幻想溶液一定相符Lewis-Randall 规矩和Henry 规矩.（对.）、填空题1.填表2.有人提出了一定温度下二元液体混杂物的偏摩尔体积的模子是)1(),1(122211bx V V ax V V +=+=，其中V1，V2为纯组分的摩尔体积，a ，b 为常数，问所提出的模子是否有问题？由Gibbs-Duhem 方程得， b V x V x a 1122=， a,b 不成能是常数，故提出的模子有问题；若模子改为)1(),1(21222211bx V V ax V V +=+=，情况又如何？由Gibbs-Duhem 方程得， b V V a 12=，故提出的模子有一定的合理性_.3.常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的活度系数为32221ln x x βαγ+=（βα,是常数），则溶质组分的活度系数表达式是=2ln γ3121232x x ββα-+. 解： 由0ln ln 2211=+γγd x d x ，得从()1021==γ此时x 至任意的1x 积分，得五、图示题1.下图中是二元体系的对称归一化的活度系数21,γγ与组成的关系部分曲线，请补全两图中的活度系数随液相组成变更的曲线；指出哪一条曲线是或12~x γ；曲线两头点的含意；体系属于何种误差.21,γγ化条件而得到的.第5章 非均相体系热力学性质盘算一、是否题1.在一定压力下，组成相同的混杂物的露点温度和泡点温度不成能相同.（错，在共沸点时相同）2.在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，则11x y >，22x y <.（错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况）3.在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，若温度一定，则体系的压力，随着1x 的增大而增大.（错，来由同6）4.纯物质的汽液平衡常数K 等于1.（对，因为111==y x ） 5.下列汽液平衡关系是错误的i i Solvent i v i i x H Py *,ˆγϕ=.（错，若i 组分采取不合错误称归一化，该式为正确）6.对于幻想体系，汽液平衡常数Ki(=yi/xi)，只与T 、P 有关，而与组成无关.（对，可以从幻想体系的汽液平衡关系证明）7.对于负误差体系，液相的活度系数总是小于1.（对） 8.能知足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据.（错）9.逸度系数也有归一化问题.（错）10. EOS ＋γ法既可以盘算混杂物的汽液平衡，也能盘算纯物质的汽液平衡.（错）、填空题1.说出下列汽液平衡关系适用的条件(1) l iv i f f ˆˆ= ______无限制条件__________；(2)i l i i v i x y ϕϕˆˆ= ______无限制条件____________； (3)ii s i i x P Py γ= _________低压条件下的非幻想液相__________.2.丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时，恒沸组成x1=y1=0.796，恒沸温度为327.6K ，已知此温度下的06.65,39.9521==s s P P kPa则 van Laar 方程常数是 (已知van Laar 方程为221112212112x A x A x x A A RT G E+=) 1.组成为x1=0.2，x2=0.8，温度为300K 的二元液体的泡点组成y1的为(已知液相的3733,1866),/(75212121==+=s sE t P P n n n n G Pa)___0.334____________.2.若用EOS ＋γ法来处理300K 时的甲烷（1）－正戊烷（2）体系的汽液平衡时，主要艰苦是MPa P s4.251=饱和蒸气压太高，不容易简化；（ EOS+γ法对于高压体系需改正）.3.EOS 轨则盘算混杂物的汽液平衡时，需要输入的主要物性数据是ij Ci Ci Ci k P T ,,,ω，通常如何得到相互作用参数的值？_从混杂物的实验数据拟合得到.4.由Wilson 方程盘算常数减压下的汽液平衡时，需要输入的数据是Antoine 常数Ai,Bi,Ci; Rackett 方程常数α，β；能量参数),2,1,)((N j i ii ij =-λλ，Wilson 方程的能量参数是如何得到的？能从混杂物的有关数据（如相平衡）得到.五、图示题 1描写下列二元y x T --图中的变更进程D C B A →→→：这是一个等压定（总）组成的降温进程.A 处于汽相区，降温到B 点时，即为露点，开端有液滴冷凝，随着温度的持续下降，产生的液相量增加，而汽相量削减，当达到C 点，即泡点时，汽相消失，此时，液相的组成与原始汽相组成相同.持续降温到达D 点.描写下列二元y x P --图中的变更进程D C B A →→→：这是一等温等压的变组成进程.从A 到B ，是液相中轻组分1的含量增加，B 点为泡点，即开端有汽泡出现.B 至C 的进程中，系统中的轻组分增加，汽相相对于液相的量也在不竭的增加，C点为露点，C点到D点是汽相中轻组分的含量不竭增加.T=常数1.将下列T-x-y图的变更进程A→B→C→D→E和P-x-y图上的变更进程F→G→H→I→J暗示在P-T图（组成=0.4）上.。
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【最新整理，下载后即可编辑】化工热力学第二章作业解答2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式 解 （1）用理想气体方程（2-4） V ＝RT P＝68.3146734.05310⨯⨯＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6）从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ）2 2.50.42748c cR T a p ==2 2.560.42748(8.314)(190.6)4.610⨯⨯⨯＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -20.0867c c RT b p ==60.08678.314190.64.610⨯⨯⨯＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106＝58.3146732.98710V -⨯-⨯－0.553.224(673)( 2.98710)V V -+⨯迭代解得V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1(注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式673 3.53190.6r T T Tc ===664.053100.8814.610r P P Pc ⨯===⨯因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。
由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2＝0.138 代入式（2-43）010.02690.0080.1380.0281BPcB B RTcω=+=+⨯= 由式（2-42）得Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭V ＝1.390×10-3 m 3·mol -12.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算273.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3·mol －1所需要的压力。
实验值为3.090MPa 。
解： 从附录二查得CO 2得临界参数和偏心因子为 Tc ＝304.2K Pc ＝7.376MPa ω＝0.225 （1）Van der Waals 方程2RT aP V b V=--式中222764c cR T a p =2227(8.314)(304.2)647.376⨯⨯=⨯＝3.658×105 MPa ·cm 6·mol -28c c RT b p =＝8.314304.287.376⨯⨯＝42.86 cm 3·mol -1 则得8.314273.15550.142.86P ⨯=-－523.65810(550.1)⨯＝3.268 Mpa误差％＝3.090 3.2683.090-×100％＝－5.76％（2）R-K 方程0.5()RT ap V b T V V b =--+ 2 2.50.42748c cR T a p =＝2 2.50.42748(8.314)(304.2)7.376⨯⨯＝6.466×106MPa ·cm 6·K 0.5·mol -20.0867ccRT b p =＝0.08678.314304.27.376⨯⨯＝29.71cm 3·mol -1则得8.314273.15550.129.71P ⨯=-－60.5 6.46610(273.15)(550.1)(550.129.71)⨯⨯⨯+＝3.137Mpa 误差％＝3.090 3.1373.090-×100％＝－1.52％（3）S-R-K 方程()()RT a T P V b V V b =--+ 式中()()()220.42748c c cR T a T a T T p αα==20.5()1'(1-)T m Tr α⎡⎤=+⎣⎦22'0.480 1.5740.176 =0.480+1.5740.225-0.1760.2250.8252m ωω=+-⨯⨯=得2273.15()10.82521- 1.088304.2T α⎧⎫⎡⎤⎛⎫=+=⎨⎬ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎩⎭ ()2250.42748(8.314)(304.2) 1.088 4.033107.376a T ⨯⨯=⨯=⨯ MPa ·cm 6·mol -2又 0.0867cc RT b p =＝0.08678.314304.27.376⨯⨯＝29.71cm 3·mol -1将有关的值代入S-R-K 程，得8.314273.15550.129.71P ⨯=-－54.03310550.1(550.129.71)⨯+＝3.099 Mpa 误差％＝3.090 3.0993.090-×100％＝－0.291％比较（1）、（2）与（3）结果，说明Van der waals 方程计算误差较大，S-R-K 方程的计算精度较R-K 方程高。
2.3试用下列各种方法计算水蒸气在10.3MPa 和643K 下的摩尔体积，并与水蒸气表查出的数据（V=0.0232m 3·kg -1）进行比较。
已知水的临界常数及偏心因子为：Tc=647.3K ，Pc=22.05MPa ，ω＝0.344。
（a ）理想气体方程；（b ）R-K 方程；（c ）普遍化关系式。
解: （a ）理想气体方程V=RT/P=8.314×10-3×643/10.3=0.519 m 3·kmol -1=0.0288 m 3·kg -1 误差％＝0.02320.0288100%0.0232-⨯＝－24.1％（b ）R-K 方程为便于迭代，采用下列形式的R-K 方程：1.5111a h Z h bRT h ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭--------(A)式中b bph V ZRT==---------(B) 2 2.50.42748R Tc a Pc ==32 2.50.42748(8.31410)(647.3)22.05-⨯⨯=14.29 MPa ·m 6·K 0.5kmol -20.08664RTc b Pc==30.086648.31410647.322.05-⨯⨯⨯=0.02115 m 3·kmol -11.5abRT=3 1.514.290.02115(8.31410)(643)-⨯⨯⨯=4.984 b RT =30.021158.31410643-⨯⨯=3.956×10-3 MPa -1将上述有关值分别代入式（A ）和（B ）得：1 4.98411h Z h h ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭--------(C)33.9561010.3h Z -⨯⨯==0.04075Z--------(D)利用式（C ）和式（D ）迭代求解得：Z=0.8154因此 ZRTV P=＝30.81548.3141064310.3-⨯⨯⨯=0.4232 m 3·kmol -1=0.02351 m 3·kg -1误差％＝0.02320.02351100%0.0232-⨯＝－1.34％(c) 普遍化关系式6430.993647.3T Tr Tc ===10.30.46722.05P Pr Pc === 由于对比温度和对比压力所代表的点位于图2-9的曲线上方，故用普遍化第二维里系数关系式计算。
0 1.6 1.60.4220.4220.0830.0830.344(0.993)r B T =-=-=- 1 4.2 4.20.1720.1720.1390.1390.0382(0.993)r B T =-=-=-由式（2-43）010.3440.3440.357ccBP B B RT =+=-+⨯=-ω（-0.0382） 将有关数据代入式（2.42）得：0.467111(0.357)0.8320.993c r c rBP P BPZ RT RT T ⎛⎫⎛⎫=+=+=+-⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 则 30.8328.314106430.43210.3ZRT V P -⨯⨯⨯===m 3·kmol -1=0.024 m 3·kg -1 误差％＝0.02320.024100%0.0232-⨯＝－3.45％2.4试分别用下述方法计算CO 2（1）和丙烷（2）以3.5：6.5的摩尔比混合的混合物在400K 和13.78MPa 下的摩尔体积。
（1） Redlich-Kwong 方程，采用Prausnitz 建议的混合规则（令k ij ＝0.1）； （2） Pitzer 的普遍化压缩因子关系式。
解 （1）Redlich-Kwong 方程由附录二查得CO 2和丙烷的临界参数值，把这些值代入式（2-53）－式（2-57）以及0.0867ciiRT b P =和2 2.50.4278cij ij R T a P =，得出如下结果：b m =y 1b 1+y 2b 2=0.35×0.0297+0.65×0.0628＝0.0512 m 3·kmol -1a m =y 12a 11+2y 1y 2a 12+y 22a 22=0.352×6.470+2×0.35×0.65×9.519+0.652×18.315 =12.862 MPa ·m 6·K 0.5kmol -2先用R-K 方程的另一形式来计算Z 值1.5111a h Z h bRT h ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭--------(A)式中b bph V ZRT==---------(B)1.5abRT=3 1.512.8620.0512(8.31410)(400)-⨯⨯⨯=3.777 bp RT =30.051213.788.31410400-⨯⨯⨯=0.2122 将 1.5a bRT 和bp RT的值分别代入式（A ）和（B ）得： 1 3.77711h Z h h ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭--------(C) 0.2122h Z= --------(D) 联立式（C ）和式（D ）迭代求解得： Z=0.5688， h=0.3731 因此ZRT V P=＝30.56888.3141040013.78-⨯⨯⨯=0.137 m 3·kmol -1（3） Pitzer 的普遍化压缩因子关系式 求出混合物的虚拟临界常数：T cm =y 1T c11+y 2T c22=0.35×304.2+0.65×369.8=346.8KP cm =y 1P c11+y2P c22=0.35×7.376+0.65×4.246=5.342MpaT rm =400346.8=1.15 P rm =13.785.342=2.58在此对比条件下，从图2-7和图2-8查得Z 0和Z 1值： Z 0＝0.480， Z 1＝0.025 ω ＝()i y ∑i ω＝y 1ω1+y 2ω2=0.35×0.225+0.65×0.152=0.173 由式（2-38）Z=Z 0+ωZ 1=0.480+0.173×0.025=0.484由此得 V ＝ZRTP＝30.4848.3141040013.78-⨯⨯⨯=0.117 m 3·kmol -1化工热力学第三章作业解答3.1试证明同一理想气体在T-S 图上，（1）任何二等压线在相同温度时有相同斜率；（2）任何二等容线在相同温度时有相同斜率。