马沛生 主编 化工热力学 第三章习题解答

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化工热力学马沛生第一版第三章习题答案

化工热力学马沛生第一版第三章习题答案

习题3-1. 单组元流体的热力学基本关系式有哪些? 答:单组元流体的热力学关系包括以下几种:(1)热力学基本方程:它们适用于封闭系统,它们可以用于单相或多相系统。

V p S T U d d d -= p V S T H d d d += T S V p A d d d --= T S p V G d d d -=(2)Helmholtz 方程,即能量的导数式pV S H S U T ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= T S V A V U p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=- TS p G p H V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= p V T G T A S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=- (3)麦克斯韦(Maxwell )关系式 V S S p V T ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ p S S V p T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ TV V S T p ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ Tp p S T V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 3-2. 本章讨论了温度、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pV H U -=,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。

3-3. 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,即:),(),(p T M p T M M ig R -=M 与M i g 分别表示同温同压下真实流体与理想气体的广度热力学性质的摩尔量,如V 、U 、H 、S 和G 等。

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。

化工热力学各章节习题

化工热力学各章节习题

化工热力学各章节习题第一章 绪论一、选择题(共3小题,3分)1、(1分)关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是( ) A.可以判断新工艺、新方法的可行性。

B.优化工艺过程。

C.预测反应的速率。

D.通过热力学模型,用易测得数据推算难测数据;用少量实验数据推算大量有用数据。

E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。

2、(1分)关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是( ) (A )研究体系为实际状态。

(B )解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。

(C )处理方法为以理想态为标准态加上校正。

(D )获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。

(E )应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。

3、(1分)关于化工热力学研究内容,下列说法中不正确的是( )A.判断新工艺的可行性。

B.化工过程能量分析。

C.反应速率预测。

D.相平衡研究参考答案一、选择题(共3小题,3分) 1、(1分)C 2、(1分)B 3、(1分)C第二章 流体的PVT 关系一、选择题(共17小题,17分)1、(1分)纯流体在一定温度下,如压力低于该温度下的饱和蒸汽压,则此物质的状态为( )。

A .饱和蒸汽 B.饱和液体 C .过冷液体 D.过热蒸汽2、(1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。

A.高于T c 和高于P c B.临界温度和临界压力下 C.低于T c 和高于P c D.高于T c 和低于P c3、(1分)对单原子气体和甲烷,其偏心因子ω,近似等于 。

A. 0 B. 1 C. 2 D. 34、(1分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为__________A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m5、(1分)下列气体通用常数R 的数值和单位,正确的是__________AK kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833 B 1.987cal/kmol K C 82.05 K atm cm /3⋅ D 8.314K kmol J ⋅/6、(1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。

化工原理第三章习题及答案

化工原理第三章习题及答案

第三章 机械分离一、名词解释(每题2分)1. 非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(⋅-=μρρ3. 球形度s ϕ非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4. 离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5. 临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6.过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产生的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9. 过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题(每题2分)1、自由沉降的意思是_______。

A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。

A等速运动段的颗粒降落的速度B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______。

A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的√2倍B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ 。

A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍C增大至原来的2倍D增大至原来的1.5倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。

A箱式叶滤机B真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机 C6、过滤推动力一般是指______。

A过滤介质两边的压差B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差C滤饼两面的压差D液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应的不同操作:______。

《化工热力学》综合复习资料.

《化工热力学》综合复习资料.

《化工热力学》综合复习资料第2章 流体的p-V-T 关系一、试用Pitzer 三参数普遍化方法计算水蒸汽在107.9×105Pa 、593K 下的比容。

第3章 流体的热力学性质一、丙烷气体的始态为1.013×105Pa 、400K(可以视为理想气体),终态为3.013×105Pa 、500K 。

已知丙烷在理想气体状态下的摩尔热容为:T C ig p 1775.099.22+= (J/mol.K)试采用三参数普遍化关系式计算始态至终态的焓变与熵变。

二、用三参数普遍化方法计算1kmol 的1,3-丁二烯,从25atm 及130℃压缩至125atm 和280℃时的ΔH 、ΔS 、ΔU 和ΔV 。

已知理想气体状态下的定压热容(cal/mol.K)与温度(K)的函数关系为: 26310649.1710224.53432.5T T C ig p--⨯-⨯+=第5章 化工过程的能量分析一、1.57MPa 、484℃的过热水蒸气推动透平作功,并在0.0687MPa 下排出。

此透平既不绝热也不可逆,输出的轴功相当于可逆绝热膨胀功的85%。

由于隔热不好,每kg 的蒸汽有7.12kJ 的热量散失于20℃的环境中。

求此过程的理想功、损失功及热力学效率。

二、某炼厂有一台蒸汽透平,已知水蒸汽入口的温度为440℃,压力为40×105Pa ,流率为4000kg/h ,蒸汽排出的压力为7.0×105Pa 。

(1) 假定透平绝热可逆操作,试计算透平的功率;(2) 若透平绝热操作,输出的轴功等于绝热可逆轴功的82.65%。

则蒸汽的出口温度为多少?并计算过程的有效能(火用 )损失。

三、有一逆流式换热器,利用废气加热空气,空气由0.1MPa ,293K 被加热到398K ,空气流量为1.5kg.s –1;而废气从0.13MPa 、523K 冷却到368K 。

空气的等压热容为1.04kJ.kg –1.K –1,而废气的等压热容为0.84 kJ.kg –1.K –1,假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计,而且换热器与环境无热量交换,环境状态为0.1MPa 、293K 。

【精品】第03章化学反应系统热力学习题及答案物理化学(可编辑

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第03章化学反应系统热力学习题及答案物理化学------------------------------------------作者------------------------------------------日期第三章 化学反应系统热力学习题及答案§3.1 标准热化学数据(P126)1. 所有单质的 O m f G ∆ (T )皆为零?为什么?试举例说明?答:所有处于标准态的稳定单质的O m f G ∆ (T ) 皆为零,因为由稳定单质生成稳定单质的状态未发生改变。

如:单质碳有石墨和金刚石两种,O m f G ∆ (298.15K,石墨)=0,而Omf G ∆ (298.15K,金刚石)=2.9 kJ·mol -1 (课本522页),从石墨到金刚石状态要发生改变,即要发生相变,所以Om f G ∆ (298.15K,金刚石)不等于零。

2. 化合物的标准生成热(焓)定义成:“由稳定单质在298.15K 和100KPa 下反应生成1mol 化合物的反应热”是否准确?为什么?答:标准生成热(焓)的定义应为:单独处于各自标准态下,温度为T 的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T 的1mol 化合物B 过程的焓变。

此定义中(1)强调压力为一个标准大气压,而不强调温度;(2)变化前后都单独处于标准态。

3. 一定温度、压力下,发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Q p 与化学反应摩尔焓变r m H ∆是否相同?为什么?答: 等压不作其他功时(W’=0),数值上Q p =n r H ∆。

但Q p 是过程量,与具体的过程有关;而r m H ∆是状态函数,与过程无关,对一定的化学反应有固定的数值。

如将一个化学反应至于一个绝热系统中,Q p 为零,但r m H ∆有确定的数值。

§3.2 化学反应热力学函数改变值的计算(P131)1. O m r G ∆(T )、m r G ∆(T )、O m f G ∆(B,相态,T )各自的含义是什么?答:Om r G ∆(T ): 温度为T ,压力为P θ,发生单位反应的ΔG ;m r G ∆(T ):温度为T ,压力为P ,发生单位反应的ΔG ;Omf G ∆(B,相态,T ):温度为T ,压力为P θ,由各自处于标准状态下的稳定单质,生成处于标准态1mol 化合物反应的ΔG 。

化工热力学第三版答案第3章习题

化工热力学第三版答案第3章习题
A.>
B.<
C.=
3.T温度下的过热纯蒸汽的压力P(B。参考P-V图上的亚临界等温线。)
A.>
B.<
C.=
4.纯物质的第二virial系数B(A。virial系数表示了分子间的相互作用,仅是温度的函数。)
A仅是T的函数
B是T和P的函数
C是T和V的函数
D是任何两强度性质的函数
5.能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程,必须至少用到(A。要表示出等温线在临界点的拐点特征,要求关于V的立方型方程)
1.状态方程的偏离焓和偏离熵分别是______________________________________________________________和
__________________________________________________________;若要计算 和 还需要什么性质?____;其计算式分别是_________________________________________________________和
3.对于混合物体系,偏离函数中参考态是_________________________________________。
四、计算题
1.试用PR状态方程和理想气体等压热容方程 计算纯物在任何状态的焓和熵。设在 下的气体的焓和熵均是零。(列出有关公式,讨论计算过程,最好能画出计算框图)。
2.a和20℃变化到30MPa和300℃的焓变化和熵变化,既可查水的性质表,也可以用状态方程计算。
7.气体混合物的virial系数,如B,C…,是温度和组成的函数。(对。)
二、选择题
1.指定温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为(C。参考P-V图上的亚临界等温线。)

《化工热力学》(第二、三版_陈新志)课后习题答案

《化工热力学》(第二、三版_陈新志)课后习题答案

《化⼯热⼒学》(第⼆、三版_陈新志)课后习题答案第1章绪⾔⼀、是否题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。

)第2章P-V-T关系和状态⽅程⼀、是否题2. 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。

)3. 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。

)4. 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。

)7. 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。

)8. 在同⼀温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热⼒学能相等。

(错。

它们相差⼀个汽化热⼒学能,当在临界状态时,两者相等,但此时已是汽液不分)9. 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。

)10. 若⼀个状态⽅程能给出纯流体正确的临界压缩因⼦,那么它就是⼀个优秀的状态⽅程。

(错。

)11. 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。

)12. ⽓体混合物的virial系数,如B,C…,是温度和组成的函数。

(对。

)13. 三参数的对应态原理较两参数优秀,因为前者适合于任何流体。

(错。

三对数对应态原理不能适⽤于任何流体,⼀般能⽤于正常流体normal fluid)14. 在压⼒趋于零的极限条件下,所有的流体将成为简单流体。

(错。

简单流体系指⼀类⾮极性的球形流,如Ar等,与所处的状态⽆关。

化工热力学课后题答案马沛生

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。

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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。

现在,把一很小的冰晶(质量可以忽略)投入此过冷液体内作为晶种。

如果其后在51.01310Pa ⨯下绝热地发生变化,试问:(1)系统的终态怎样?(2)过程是否可逆? 答:压力增高,又是绝热过程,所以是一个压缩过程(熵增加,若为可逆过程则是等熵过程),故系统的终态仍是过冷液体。

此过程不可逆。

3-10 A 和B 两个容器,A 容器充满饱和液态水,B 容器充满饱和蒸气。

二个容器的容积均为1000cm 3,压力都为1 MPa 。

如果这两个容器爆炸,试问哪一个容器被破坏得更严重? 答:A 容器被破坏得更严重。

因为在压力、体积相同的情况下,饱和液态水的总热力学能远远大于饱和蒸气。

二、计算题:3-1 试推导方程T VU p T p V T ∂∂=-∂∂⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭式中T ,V 为独立变量。

证明: d d d U T S p V =-T TU S T p V V ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 由maxwell 关系知: V Tp S T V ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∴TVU p T p V T ∂∂=-∂∂⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 3-2 证明状态方程(b)R p V T -=表达的流体:(题目里没有说明b>0,是个缺陷)(1) C p 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) (b )R p V T -=∴ R b T V p=+ pR V T p∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭又 p p d d d V H C T V T pT ⎡⎤∂⎛⎫=+-⎢⎥ ⎪∂⎝⎭⎢⎥⎣⎦p TH V V T p T ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭=R b T p +Rb T p -= p p T T H C T p p ⎧∂⎫⎛⎫∂ ⎪⎪⎪∂∂⎛⎫⎝⎭⎪⎪==⎨⎬ ⎪∂∂⎝⎭⎪⎪⎪⎪⎩⎭T ppb 0H p T T ⎧⎫⎛⎫∂∂⎪⎪ ⎪∂∂⎪⎪⎛⎫⎝⎭==⎨⎬ ⎪∂∂⎝⎭⎪⎪⎪⎪⎩⎭ ∴ C p 与压力无关这里可以直接用公式22T pCp V T p T ⎛⎫⎛⎫∂∂=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭,然后直接求出右边部分的导数即可。

(2) d 0H =p p d d d V H C T V T pT ⎡⎤∂⎛⎫=+-⎢⎥ ⎪∂⎝⎭⎢⎥⎣⎦∴R R d b d 0p T C T T p pp ⎡⎤++-=⎢⎥⎣⎦亦即 p Hb T p C ⎛⎫∂=- ⎪∂⎝⎭ 0p C b >> 故:H0T p ⎛⎫∂< ⎪∂⎝⎭,在等焓变化过程中,温度是随压力的下降而上升。

3-3 某类气体的状态方程式为(b)R p V T -=,试推导这类气体计算的H R 和S R 的表达式。

解:∵ R p 0d pV H V T p T ⎡⎤∂⎛⎫=-⎢⎥ ⎪∂⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎰ 由()p V b RT -=可得:RTV bp=+ R p V T p∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭00p P R RT TR H b dp bdp bp pp ⎛⎫=+-== ⎪⎝⎭⎰⎰同理pRp R V S dp p T ⎡⎤∂⎛⎫=-⎢⎥ ⎪∂⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎰p R R R S dp p p ⎡⎤=-=⎢⎥⎣⎦⎰ 3-4 应用图解微分积分法计算由p 1=0.1013 MPa ,T 1=273.2K 压缩到p 2=20.265 MPa ,T 2=473.2K 时31mol 甲烷的焓变。

已知甲烷的p -V -T 数据及低压下热容与温度关联式为-1-11.18890.00381 J g K p C T =+⋅⋅解: 设计过程如下:① 理想气体的焓变2p 1T idid T d d HC T =⎰()()()473.15473.15idid p273.15273.1522-11.18890.00381J g d d 1 1.1889473.15273.150.00381473.15273.152 237.78284.34522.12 C T H T T =+⋅∆==⨯-+⨯⨯-=+=⎰⎰② 473.15K ,20.265MPa 下的剩余焓R -110d 10398J mol 325 J g p p V H V T p T -⎡⎤∂⎛⎫=-=-⋅=-⋅⎢⎥ ⎪∂⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎰ 1522.12325197.12 J g id R H H H -∆=∆+=-=⋅3-5 使用合适的普遍化关联式计算1kmol 的丁二烯-1,3从127℃,2.53 MPa 压缩至277℃,12.67 MPa 时的ΔH ,ΔS ,ΔV ,ΔU 。

已知丁二烯-1,3在理想状态时的恒压摩尔热容为: 362-1-122.738222.7981073.87910 k J k m o lKp C T T --=+⨯-⨯⋅⋅ 解:设计过程如下:(1)127℃,2.53MPa 下真实气体转变成理想气体查表知,Tc=425K, Pc=4.327MPa ,ω=0.195 400.150.94425r T == 2.530.5854.327rp ==查图知用普遍化维利系数法计算。

0 1.60.422B =0.083=0.383rT -- 1 4.20.172B =0.139=0.084rT --()010.3830.1950.08403994c c Bp B B RT ω=+=-+⨯-=-()()01r 1110.58510.3830.1950.0840.75140.94rp pV BpZ B B RT RT T ω==+=++=+--⨯=43-1160.75148.314400.159.881310 m mol 2.5310ZRT V p-⨯⨯===⨯⋅⨯2.60.6750.793rr dB dT T == 15.20.7220.996rr dB dT T == 00111r -1110.8260.8260.8268.314400.152748.22kJ kmol Rrr r r R H dB B dB B p RT dT T dT T H RT ω⎡⎤⎛⎫⎛⎫∴=--+-=-⎢⎥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=-=-⨯⨯=-⋅011r -1-110.57420.57428.314 4.774kJ kmol k R r r R S dB dB p R dT dT S ω⎡⎤=-+=-⎢⎥⎣⎦=-⨯=-⋅⋅(2) 理想气体恒温加压T 0H ∆=-1-112.67ln13.39 kJ kmol K 2.53T S R ∆=-=-⋅⋅(3) 理想气体恒压升温()()()21id322633-11d 22.738550.15400.15222.79610550.15400.152173.87910550.15400.15316788 kJ kmol T p p T H C T *--∆==⨯-+⨯⨯⨯--⨯⨯⨯-=⋅⎰ ()()id3003273.15622-1-1550.15d 22.738ln 222.79610550.15400.15400.15173.87910550.15400.1535.393 kJ kmol K 2p p C S T T*--∆==⨯+⨯⨯--⨯⨯⨯-=⋅⋅⎰(4) 理想气体转变为真是气体550.15 1.3425r T == 12.672.9124.327r p == 用普遍化压缩因子法计算,查图可知 00.64Z = 10.2Z =R c()2.1H RT =- 'R c ()0.5H RT =- 0() 1.2R S R =- '()0.45R S R=-0120.640.1950.20.672Z Z Z ω=+=+⨯=43-1222620.6728.314550.152.88210 m mol 12.6710Z RT V p -⨯⨯===⨯⋅⨯ 0'2()()() 2.198R R R c c cH H H RT RT RT ω=+=- 2 1.20.195(0.45) 1.288RS R=-+⨯-=--12 2.1988.3144257766.5 kJ kmol R H ∴=-⨯⨯=-⋅ -1-12 1.2888.31410.708 kJ kmol K R S =-⨯=-⋅⋅故 ()43121 2.8829.881310 6.999 m mol V V V --∆=-=-⨯=-⋅-112H = ()11769.7 kJ kmol R id id R T p H H H H ∆+∆+∆+-=⋅ -1-112S = ()14.0378 kJ kmol KR id id R T p S S S S ∆+∆+∆+-=⋅⋅ 6464-1()11769.7(12.6710 2.88210 2.53109.881310) 10618.3 kJ kmol U H pV --∆=∆-∆=-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=⋅3-6 计算氨的热力学性质时,通常把0℃饱和液氨的焓规定为418.6kJ·kg -1,此时的饱和蒸气压为0.43 MPa ,汽化热为21432kJ·kmol -1,饱和液氨的熵为4.186 kJ·kg -1·K -1,试由此基准态数据求:(1)1.013MPa ,300K 气氨的焓和熵; (2)30.4MPa ,500 K 气氨的焓和熵。

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