化工热力学课后部分习题答案

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化工热力学第三版课后习题答案全

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化工热力学第三版课后习题答案第一章比较简单略第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力:(1)理想气体方程;(2)R-K 方程;(3)普遍化关系式。

解:甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数:T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2) R-K 方程22.522.560.5268.314190.60.427480.42748 3.2224.610c cR T a Pa m K mol P -⨯===⋅⋅⋅⨯53168.314190.60.086640.08664 2.985104.610c c RT b m mol P --⨯===⨯⋅⨯ ∴()0.5RT aP V b T V V b =--+()()50.5558.314323.15 3.22212.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---⨯=--⨯⨯⨯+⨯=19.04MPa (3) 普遍化关系式323.15190.61.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===<2∴利用普压法计算,01Z Z Z ω=+∵ c r ZRTP P P V == ∴c r PV Z P RT =654.61012.46100.21338.314323.15cr r r PV Z P P P RT -⨯⨯⨯===⨯迭代:令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695,查附录三得:Z 0=0.8938 Z 1=0.462301Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时,P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa同理,取Z 1=0.8975 依上述过程计算,直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小,迭代结束,得Z 和P 的值。

化工热力学第三版(完全版)课后习题问题详解

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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。

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高等化工热力学部分课后习题答案

高等化工热力学部分课后习题答案

高等化工热力学部分课后习题答案第一次课后作业答案:选择题: 1 B 2 C 3 D 5 D31-∆h 12∆u 2+g ∆z⋅+q w -∆z 3m ⋅:=∆h 23003230-()103⋅J kg ⋅104kg⋅3600s⋅⋅:=q 0:=m 2.778kgs :=104kg⋅3600s ⋅ 2.778kgs =∆u 1202502-109J kg⋅∆u 109J kg⋅:=∆h 2.583-106⨯Js=12m ∆u 2⋅ 1.65104⨯Js=g ∆z ⋅m ⋅81.729Js=∆h 12m ∆u 2⋅+g ∆z ⋅m ⋅- 2.567-106⨯Js=w2.567106⋅J s ⋅⎛⎝⎫⎪⎭ 2.567106⋅W ⋅wc 2.583 2.567-2.567100⋅%:=wc 0.623%=33-∆h 12∆u 2+g ∆z⋅+q w s-h 230.23:=kJ kg1-⋅h 1188.45:=kJ kg1-⋅∆z 6118.3+:=w s 3.7103⋅0.45⋅36001892⋅:=J kg1-⋅w s 3.168103⨯=J kg1-⋅30.23188.45-9.879.3⋅1000+ 3.168+154.275-=kJ kg1-⋅105页参考答案4-1:b 4-2: c 4-4: a 4-5: a 105页4-7绝热稳流过程M m1m2+,∆H0,所以M h3⋅m1h1⋅m2h2⋅+T320kg⋅s1-⋅90273.15+()⋅K⋅30kg⋅s1-⋅50273.15+()⋅K⋅+50kg⋅s1-⋅:=T3339.15K=339.15273.15-66=∆S gj m j S j ⋅∑i m i S i ⋅∑-m1C pms⋅ln T3 T1⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅m2C pms⋅ln T3 T2⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅+查表可得h1376.92,h2209.33,用内插法求得h3t1t2-h1h2-t1t3-h1h3-9050-376.92209.33-9066-376.92h3-0.239h3276.50C pms C pmh h3h1-T3T1-100.42-6690-4.184∆S gj m j S j ⋅∑i m i S i ⋅∑-m1C pms⋅ln T3 T1⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅m2C pms⋅ln T3 T2⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅+∆S g204.184⋅ln 339 363⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅304.184⋅ln 339 323⎛ ⎝⎫⎪⎭⋅+0.345kJ⋅K 1-⋅s1 -⋅不同温度的S值也可以直接用饱和水表查得。

化工热力学答案课后总习题答案详解

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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。

化工热力学课后答案完整版

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.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。

化工热力学第三版(完全版)课后习题答案解析

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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。

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化工热力学第三版(完全版)课后习题答案

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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 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,U =()1121T PPR C igP ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--,H =1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。

B 等温过程的 W =21lnP P RT -,Q =21ln P PRT ,U = 0 ,H = 0 。

C 绝热过程的 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 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛。

化工热力学答案_冯新_宣爱国_课后总习题答案详解

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第二章习题解答一、问答题:2-1为什么要研究流体的pVT 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idp C ,可以解决化工热力学的大多数问题。

2-2在p -V 图上指出超临界萃取技术所处的区域,以及该区域的特征;同时指出其它重要的点、线、面以及它们的特征。

【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 要满足什么条件,气体才能液化?【参考答案】:气体只有在低于T c 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?你认为哪些是决定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 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?()()()()点在点在C V PC V PT T 0022==∂∂∂∂【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。

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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,c s 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。

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。

由纯物质的p –V 图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。

2-5.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。

3-1 思考下列说法是否正确① 当系统压力趋于零时,()()0,,≡-p T Mp T M ig(M 为广延热力学性质)。

(F ) ② 理想气体的H 、S 、G 仅是温度的函数。

(F ) ③ 若()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=00ln p p R S S A ig,则A 的值与参考态压力0p 无关。

(T ) ④ 对于任何均相物质,焓与热力学能的关系都符合H >U 。

(T ) ⑤ 对于一定量的水,压力越高,蒸发所吸收的热量就越少。

(T ) 3-2 推导下列关系式:V T T p V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ p T p T V U VT -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂()2RT H T RT G p ∆∆-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ ()RTV p RT G T ∆∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ 证明:(1)根据热力学基本方程 V p T S A d d d --= (a)因为A 是状态函数,所以有全微分:V V A T T A A TV d d d ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= (b) 比较(a)和(b)得: p V A S T A TV -=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂, 由全微分性质得:V V T T p T T p p A T T A p V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-即 VT T p V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂(2)由热力学基本方程 V p S T U d d d -= 将上式两边在恒定的温度T 下同除以的d V 得:p V S T V U TT -⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂由(1)已经证明VT T p V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 则 p T p T V U VT -⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂(3)由热力学基本方程 p V T S G d d d +-= 当压力恒定时 SdT dG -=由Gibbs 自由能定义式得 S T H G ∆∆∆-=()()()222T H T S T H S T T GT GTT T G p∆∆∆∆∆∆∆-=---⋅=-∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂等式两边同乘以R 得()2RT H T RT G p∆∆-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂(4)当温度恒定时Vdp dG =()T V p T G T ∆∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ 所以 ()RTVp RT G T ∆∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ 3-4 计算氯气从状态1(300K 、1.013×105Pa )到状态2( 500K 、1.013×107Pa )变化过程的摩尔焓变。

解:初态压力较低,可视为理想气体。

查得氯的临界参数为:c T =417.15K ,c p =7.711MPa ,ω=0.069199.115.4175002==r T ,314.1711.713.102==r p根据图2—9判断,应该使用普遍化的焓差图计算H R 。

查图(3—4)、(3—6)分别得到:()2.10-=cR RT H ,()3.01-=cR RT H()()()221.13.0069.02.11-=-⨯+-=+=cR c R c R RT H RT H RT H ω()1mol J -⋅-=⨯⨯-=⨯-=6.423315.417314.8221.1221.1c R RT H查附录六,氯气的理想气体热容表达式为:()32dT cT bT a R C ig p +++=056.3=a 3103708.5-⨯=b 5108098.0-⨯-=c 8105693.0-⨯=d理想气体500K, 10.13MPa真实气体500K, 10.13MPa 理想气体300K, 0.1013MPaΔHH RH ig()()()()())(5.70984105693.03108098.02103708.5056.3314.8d 105693.0108098.0103708.5056.3314.8d 4142831325212231250030038253211-mol J ⋅=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⨯+-⨯--⨯⨯+-⨯⨯=⨯+⨯-⨯+⨯==∆------⎰⎰T T T T T T T T TT T T TC H T T igp ig ()1mol J -⋅=-=+∆=∆9.28646.42335.7098R ig H H H3-5 氨的pVT 关系符合方程 bp T ap RT pV +-=/,其中1386-⋅⋅=km o l K L a ,13.15-⋅=kmol L b 。

计算氨由MPa K 2.1,500变化至MPa K 18,500过程的焓变和熵变。

解:由pVT 关系得:b T a p RT V +-=//2Ta p R T V p +=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ ()()16661210.231102.118500103862103.152221212121----⋅=⨯-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-⨯=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎰⎰⎰⎰m ol J p p T a b dp T a b dp T a p RT V dp T V T V dp p H H p p p p T p p p T p p ∆()()11626122122541.22102.118500103862.118ln 314.8ln 212121----⋅⋅-=⨯-⨯⨯-⨯=---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎰⎰⎰m olK J p p T ap p R dp T a p R dp T V dp p S S p p T Tp p p T p p ∆3-6. 某气体符合状态方程bV RTp -=,其中b 为常数。

计算该气体由V 1等温可逆膨胀到V 2的熵变。

解:bV R T p V S V T -=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ bV bV R dV b V R S V V --=-=∆⎰12ln 213-12 将1kg 水装入一密闭容器,并使之在1MPa 压力下处于汽液平衡状态。

假设容器内的液体和蒸汽各占一半体积,试求容器内的水和水蒸气的总焓。

解:设有液体m kg ,则有蒸气(1-m )kg查饱和水蒸气表,在1MPa 下饱和蒸气和液体的密度分别为3m kg 144.5-⋅=g ρ,3m kg 15.887-⋅=l ρ则体积分别为:3m 144.5m V g =,3m 15.8871m V l -= 依照题意:15.8871144.5mm -= 求解得:kg 9942.0=m ,即有饱和液体0.9942kg 查饱和水蒸气表可以得到:在1MPa 下,蒸气和液体的焓值分别为:1kg kJ 7.2777-⋅=g H ,1kg kJ 88.762-⋅=l H则,总焓值为:()()kJ46.7749942.088.7629942.017.27771=⨯+-⨯=+-=m H m H H l g3-13 1kg 水蒸气装在带有活塞的钢瓶中,压力为6.89×105Pa ,温度为260℃。

如果水蒸气发生等温可逆膨胀到2.41×105Pa 。

在此过程中蒸汽吸收了多少热量?解:初始状态为:Pa 1089.6260511⨯==p t ℃,;末态为:Pa 1041.2260511⨯==p t ℃,查水蒸气发现,始态和末态均为过热蒸气状态,查过热水蒸气表。

题中的温度和压力值只能通过查找过热水蒸气表并内插得到,通过查表和内插计算得到:11111K kg 1775kJ .7kg kJ 98.2733---⋅⋅=⋅=S U , 11212K kg 6814kJ .7kg 24kJ .4527---⋅⋅=⋅=S U ,根据封闭系统的热力学第一定律W Q U +=∆ 因为过程可逆,所以()()1kgkJ 65.2681775.76814.7273.15260ΔS -⋅=-⨯+==T Q()()112kg kJ 4.25765.26898.273324.2745-⋅-=--=--=-∆=Q U U Q U W 故:问蒸汽作的功为257.4kJ ,在此过程中蒸气吸收的热量为268.65kJ3-14 在T-S 示意图上表示出纯物质经历以下过程的始点和终点。

(1) 过热蒸汽(a)等温冷凝成过冷液体(b); (2) 过冷液体(c)等压加热成过热蒸汽(d); (3) 饱和蒸汽(e)可逆绝热膨胀到某状态(f); (4) 在临界点(g)进行恒温压缩到某状态(h)。

TS3-15 利用T -S 图和ln p -H 图分析下列过程的焓变和熵变:(1) 2.0MPa 、170K 的过热空气等压冷却并冷凝为饱和液体; (2) 0.3MPa 的饱和氨蒸气可逆绝热压缩至1.0MPa ;(3) 1L 密闭容器内盛有5g 氨。

对容器进行加热,使温度由初始的-20℃升至50℃。

解:(1) 由附录九图查得2.0MPa 、170K 的过热空气的焓和熵分别为:871-⋅kg kcal 和0.5511--⋅⋅C kg kcal 。

2.0MPa 饱和液体的焓和熵分别为:41.5 1-⋅kg kcal 和0.1811--⋅⋅C kgkcal 。

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