化工热力学作业解剖
化工热力学第五章作业讲解上课讲义
化工热力学第五章作业讲解第五章 例题一、填空题1.指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点 0 ，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1 ，(3)甲醇和水的二元汽液平衡状态 2 ，(4)戊醇和水的二元汽-液-液三相平衡状态 1 。
2.说出下列汽液平衡关系适用的条件(1)l i v 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)i i s i i x P Py γ= _________低压条件下的非理想液相__________。
3.丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时，恒沸组成x 1=y 1=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A 12=______0.587_____，A 21=____0.717____(已知van Laar 方程为 221112212112x A x A x x A A RT G E+=)4.在101.3kPa 下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x 1=0.613和64.95℃，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa ，恒沸体系中液相的活度系数693.1,38.121==γγ。
1.组成为x 1=0.2，x 2=0.8，温度为300K 的二元液体的泡点组成y 1的为(已知液相的3733,1866),/(75212121==+=s s E 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，主要困难是MPa P s4.251=饱和蒸气压太高，不易简化；（ EOS+γ法对于高压体系需矫正）。
3.EOS 法则计算混合物的汽液平衡时，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？_从混合物的实验数据拟合得到。
化工热力学第三版(完全版)课后习题答案解析
化工热力学课后答案第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,两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则βα,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等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的⎰=21T T V dT C U ∆；同样，对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
）二、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
2. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的功为()f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或()i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。
3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知igP C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则A 等容过程的 W = 0 ，Q =()1121T P P R C igP⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，错误！未找到引用源。
U =()1121T PP R C igP⎪⎪⎭⎫⎝⎛--，错误！未找到引用源。
H = 1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。
B 等温过程的 W =21lnP P RT -，Q =21ln P PRT ，错误！未找到引用源。
U = 0 ，错误！未找到引用源。
H = 0 。
C 绝热过程的 W =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211igPC RigPP P R V P R C ，Q = 0 ，错误！未找到引用源。
《化工热力学》详细课后习题答案陈新志
《化⼯热⼒学》详细课后习题答案陈新志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m ，温度为和⽔。
化工热力学作业ppt课件
5）在临界点进行的恒温膨胀
5
4
1
3(T降低)
2
V
1）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；
2）过冷液体等压加热成过热蒸汽；
A·>ps（T） B·＜ps（T） C·=ps（T）
3·对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是
的
（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在P－T图上是
的（重叠／分开），而在P-V图上是 的（重
叠／分开），泡点的轨迹称为
，露点的轨迹称
为
，纯物质汽液平衡时，压力称
为
，温度称为
。
第二章流体的PVT关系
三、图示题 在一个刚性的容器中，装入了1mol的某一纯物
质，若容器的体积小于或大于该物质的摩尔临 界体积Vc ，问加热过程的情况将如何？请将变 化过程表示在P-V图和P-T图上并描述在加热 过程中各点的状态和现象。
第二章流体的PVT关系
一、是非题 1．纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。
• 答：错。因为升华的反过程。
PR(T 1BC )3 () V V V2
将 （3） 式 代 入 （1） 式 右 边 得 ：
Z PV 1 B' RT（1 B C )
RT
V
V V2
C'[ RT (1 B C )]2
V
V V2
1 B' RT B' BRT B' CRT C' (RT)2
答：对。这是一种亚稳态。
习题4：将van der Waals方程化成Virial 方程 式；并导出van der Waals 方程常数a、b表示的
第二维里系数B的函数表达式。
化工热力学习题解答第二～四章
例题
Z 0.8918
习 题 解 答
18
上一内容
下一内容
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ZRT 0.8918 8.314 743 7 3 V 5509 10 m / mol 6 p 10 10 5509 107 106 30.605cm3 / g 18
（3）用普遍化第二维里系数法
pV B C 1 2 解： (1) 维里方程 Z RT V V
1 V 388 26000 1 8.314 473 V V2
R 8.314MPa cm / mol K
3
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习 题 解 答
7
试差求得
V 3435cm3 / mol
2
8.314 473
下一内容
2
0.114 1013 Pa 2
习 题 解 答
8
上一内容
回主目录
Z 1 9.87 108 106 0.114 1013 1012 0.8846
ZRT 0.8846 8.314 473 V p 106 0.003478m3 / mol 3.478 l / mol
例题
14.285Pa m 6 K 0.5 / mol 2
0.08664RTc 0.08664 8.314 647.3 b pc 22.05 106 21.146 10 m / mol
3
上一内容 下一内容 回主目录
6
习 题 解 答
17
A a 14.285 4.012 1.5 6 1.5 B bRT 21.146 10 8.314 743
Z 0.68
化工热力学习题解答第二～四章PPT课件
n 2 8 2 0 0 1 2 5 8 .9 3 k m o l/h 1 .2 5 9 1 0 6 m o l/h
2 2 .4
习题
pc
3.394106
1.5576Pam6K0.5/mol2
b0.08664RTc 0.086648.314126.2
的体积为：
V 2 3 4 . 7 6 9 . 4 c m 3 / m o l 6 . 9 4 1 0 5 m 3 / m o l
查表得氮的临界参数为：
Tc126.2K pc3.394M Pa
Vc89.5cm 3/m ol 0.04
习题 解答
上一内容
下一内容
回主目录
23
a0.42748R2Tc2.5 0.427488.3142126.22.5
52299741861016741036例题例题上一内容下一内容回主目录上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当习习答答30010pa77315k理想气体110pa29815k理想气体pa77315k真实气体2997418610167410299741861016741037例题例题上一内容下一内容回主目录上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当习习ln112997ln418610167410ln773152997ln4186107731529815298153001674108314ln773152981577315500115463059455046154650460021kpmpa38例题例题上一内容下一内容回主目录上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当习习2626067506750010275001dbdt16160422042200830083005088500142420172017201390139013885001525207220722000016735001dbdt39例题例题上一内容下一内容回主目录上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当习习59450050885001001027002101388500100001673001437dbdbpbtbtrtdtdt5945001027002100001673006108dbdbdtdt40例题例题上一内容下一内容回主目录上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当习习hhhhhjmol0101767050781818sssssjmolkln5945005088002101388006395500141例题例题上一内容下一内容回主目录上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当习习答答3一容器内的液体水和蒸汽在1mpa压力下处于平衡状态质量为1kg
《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 。
化工热力学第二章_习题解答
第二章习题解答一、问答题：2-1【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计、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。
（1）流体的PVT 关系可以直接用于设计。
（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p-V-T 关系加上理想气体的id p C ，可以解决化工热力学的大多数问题。
2-2【参考答案】：1）超临界流体区的特征是：T >T c 、p >p c 。
2）临界点C 的数学特征：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：给定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：给定压力下蒸气的温度高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【参考答案】：气体只有在低于T c 条件下才能被液化。
2-4【参考答案】：不同。
真实气体偏离理想气体程度不仅与T 、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r T ，r P 和ω。
2-5【参考答案】：偏心因子ω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（氩，氪、氙）在形状和极性方面的偏心度。
为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。
偏心因子不可以直接测量。
偏心因子ω，ω由测定的对比温度为0.7时的对比饱和压力的数据计算而得，并不能直接测量。
2-6 【参考答案】：所谓状态方程的普遍化方法是指方程中不含有物性常数a ，b ，而是以对比参数作为独立变量；普遍化状态方程可用于任何流体、任意条件下的PVT 性质的计算。
普遍化方法有两种类型：（1）以压缩因子的多项式表示的普遍化关系式 (普遍化压缩因子图法)；（2）以()()()()点在点在C V PC V PT T 0022==∂∂∂两项virial 方程表示的普遍化第二virial 系数关系式(普遍化virial 系数法)2-7【参考答案】：三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别在于为了提高对比态原理的精度，引入了第三参数如偏心因子ω。
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V RT b
p
V T
p
R p
又
dH
CpdT
V
T
V T
p
dp
H p
T
V
T
V T
p
=
RT p
b
T
R p
b
Cp p
T
H T p
p
H p T
T
b T
p
0
T
p
Cp 与压力无关
（2） dH 0
dH
CpdT
V
T
V T
（2）423.15K,0.14MPa, 过热蒸汽焓熵由线性内插求出：
h h ' h '' h ' 0.14 0.1 0.15 0.1 h h '' h' (0.14 0.1) 2776.3
0.15 0.1 2763.86kJ kg-1
S S '' S ' (0.14 0.1) 7.6137 7.4164 7.6137 (0.14 0.1) 7.6137
Sl 0.9549 kJ kg-1 K1 Sg 7.7553 kJ kg-1 K1
H 0.95Hg 1 0.95 Hl 0.95 2626.8 (1 0.95) 292.68 2510.1 kJ kg-1 S 0.95Sg l1 0.95 Sl 0.95 7.7553 (1 0.95) 0.9549 7.4153 kJ kg-1 K-1
x 0.9175
故 H xHg 1 x Hl 0.9175 2801.4 1 0.9175 1087.3 2660 kJ kg-1
对应的温度为 T=250.4℃
3-23 解： 1） v 0.04166 m3 kg1 vf 1.2088103m3 kg1 vg 71.58103m3 kg1
dp
p
CpdT
RT
p
b T
R p
dp
0
亦即
T p
H
b Cp
Cp 0
b0
故：
T p
H
0
，在等焓变化过程中，温度是随压力的下降而上升。
3-13 某类气体的状态方程式为 p(V b) RT ，试推导这类气体计算的 HR 和 SR 的表达式。
解：∵
H R
p 0
V
T
3）查饱和蒸气表得，4.0MPa 时，
Hl 1087.3 kJ kg-1 Hg 2801.4 kJ kg-1 Sl 2.7964 kJ kg-1 K-1 Sg 6.070 kJ kg-1 K-1
由于 Sl 处于 Sg 之间，故水蒸气为湿蒸气，且满足
S xSg 1 x Sl 即 5.8 6.0701x 1 x 2.7964，得
2) 由表可知 4.0MPa 时， Sg 6.0701kJ kg-1 K-1 S 6.4kJ kg-1 K-1
故水蒸气处于过热状态。 由表可知 4.0MPa ，280℃时，H=2901.8 kJ·kg-1, S=6.2568 kJ·kg-1·K-1 320℃时，H=30154.4 kJ·kg-1, S=6.4553 kJ·kg-1·K-1 由内插法求得，S=6.4 kJ·kg-1·K-1 时，对应的温度 T=308.9℃，H=2983.75 kJ·kg-1
V T
p
dp
由 pV b RT 可得：
V RT b p
V T
p
R p
H R
p
0
RT p
b
TR p
dp
P
bdp bp
0
同理
S R
p 0
R p
V T
p
dp
S R
p 0
R p
R p
dp
0
3-20 解： 1）查饱和蒸气表得：70℃时
Hl 292.98 kJ kg-1 Hg 2626.8 kJ kg-1
3) Sf 2.6099 kJ kg-1 K-1
Sg 6.2146kJ kg-1 k-1
S Sf (1 x) Sg x 2.6099(1 0.5748) 6.21460.5748 4.682 kJ kg-1 k-1
3-25 解：（1）查 423.15K，饱和水蒸汽
hl 632.15 kJ kg-1 Sl 1.8416 kJ kg-1 K-1 hg 2745.4 kJ kg-1 Sg 6.8358 kJ kg-1 K-1
PS 0.475MPa
V 0.3924 m3 kg1
查 423.15K, 0.1MPa,过热蒸汽，
h' 2776.3 kJ kg-1
S ' 7.6137 kJ kg-1 K-1
v ' 1.936 m3 kg-1
423.15K, 0.15MPa, 过热蒸汽
h'' 2760.75 kJ kg-1 S '' 7.4164 kJ kg-1 K-1 v '' 1.221 m3 kg-1
V3
V2
1 B' RT [B' BRT C ' (RT )2 ] B' CRT (5)
V
V2
V3
B ' B RT
C'
C B2 (RT )2
3-12 证明状态方程 p(V b) RT 表达的流体：
（1） Cp 与压力无关；
（2） 在等焓变化过程中，温度是随压力的下降而上升。
证明：（1） p(V b) RT
2-12. 维里方程可以表达成以下两种形式。
Z
pV RT
1 B V
C V2
(1)
Z pV 1 B ' p C ' p2 (2)
RT
请证明： B ' B
RT
C'
C B2 (RT )2
解：Z PV 1 B' P C' P2 ( 1 ) RT
Z PV 1 B C (2)
RT
V V2
P RT (1 B C )(3) V V V2
将（3）式代入（1）式右边得：
Z PV 1 B' RT（1 B C )
RT
V
V V2
C '[ RT (1 B C )]2
V
V V2
1 B' RT BV
V2
v vf (1 x) vg x
x v vf vg vf
0.04166 1.2088103 171.58 1.2088103
0.5748
2) Hf 990.12 kJ kg1 ， Hg 2804.0 kJ kg1
H Hf (1 x) Hg x 990.12(1 0.5748) 2804.00.5748 2032.7 kJ kg1