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

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⎰

=2

1

T T V dT C U ∆；同样，对于初、终态

压力相等的过程有⎰

=2

1

T 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ig

P 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 ig

P

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，U =(

)11

2

1T P

P R C ig

P

⎪⎪⎭

⎫

⎝

⎛--，H =

112

1T P P C ig P ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-。 B 等温过程的 W =21ln

P P RT -，Q =2

1ln 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，必须经过冷凝的相变化过程。（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。（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同而改变。（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. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。

只有吉氏函数的变化是零。） 7. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。（对。）

C 绝热过程的 W =(

)

⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣

⎡

-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--112

11ig

P

C R

ig

P

P P R V P R C ，Q = 0 ，

U =

(

)

⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣

⎡

-⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-112

11ig P

C R

ig

P

P P R V P R C ，H =112

1T P P C ig P C R ig P ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛。 4. 1MPa=106

Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。

5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 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）、

vap

vap s V T H dT dP ∆∆=（Claperyon 方程）

、()

⎰

-=sv

sl

V V sl sv s V V P dV V T P ),(（Maxwell 等面积规则）。它们能（能/不能）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别为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。 4. 对于三混合物，展开PR 方程常数a 的表达式，∑∑==-=

313

1

)1(i j ij jj ii j

i

k a a y

y a =

()()()311313233232122121323222121121212k a a y y k a a y y k a a y y a y a y a y -+-+-+++，其

中，下标相同的相互作用参数有332211,k k k 和，其值应为1；下标不同的相互作用参数有),,(,,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。