化工热力学第二版答案

化工热力学第二版答案马沛生

【篇一：马沛生主编化工热力学第四章习题解答】

是否题

4-1 对于理想溶液的某一容量性质m，则mi?mi。解：否

4-2 在常温、常压下，将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混

合后，其总体积为 30 cm3。解：否

4-3 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的

温度、压力、焓、gibbs自由能的值不变。解：否

4-4 对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合hey规则，则在相同的浓度范围内组分1符合lewis-randall规则。解：是

4-5 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正

比。解：是

4-6 理想气体混合物就是一种理想溶液。解：是

4-7 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。解：否

4-8 对于理想溶液所有的超额性质均为零。解：否

4-9 理想溶液中所有组分的活度系数为零。解：否

4-10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。

解：否

4-11理想溶液在全浓度范围内，每个组分均遵守lewis-randall定则。解：否

4-12 对理想溶液具有负偏差的系统中，各组分活度系数?i均大于1。解：否

4-13 wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。

但它不适用于液液部分互溶系统。解：是

二、计算题

4-14 在一定t、p下，二元混合物的焓为

h?ax1?bx2?cx1x2

其中，a=15000，

b=20000，c = - 20000 单位均为j?mol-1，求 (1) 组分1与组分2

在纯态时的焓值h1、h2；

(2) 组分1与组分2在溶液中的偏摩尔焓h1、h2和无限稀释时的偏

摩尔焓h1?、

。

j?molj?mol

解：（1）h1?limh?a?15000

x1?1

h2?limh?b?20000

x2?1

（2）按截距法公式计算组分1与组分2的偏摩尔焓，先求导： dhdx1

ddx1ddx1

?ax1?bx2?cx1x2?

??ax1?b?1?x1??cx1?1?x1???

?a?b?c?2cx1

将dh代入到偏摩尔焓计算公式中，得

dx1

h1?h??1?x1?

dhdx1

?ax1?bx2?cx1x2?(1?x1)?a?b?c?2cx1?

?ax1?b?1?x1??cx1?1?x1??a?b?c?2cx1?x1?a?b?c?2cx1? ?a

?c?1?x1??a?cx2

h2?h?x1

dhdx1

?ax1?bx2?cx1x2?x1?a?b?c?2cx1?

?ax1?b?1?x1??cx1?1?x1??x1?a?b?c?2cx1??b?cx1

无限稀释时的偏摩尔焓h1?、h2?为：

h1?limh1?lim?a?cx2??15000?20000?35000

x1?0

x2?1

j?molj?mol

-1

?limh2?lim?b?cx

x2?0

x1?1

??20000?20000?40000

-1

4-15 在25℃，1atm以下，含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示：

h?90x1?50x2?x1x2（?6x1?9x2）

式中h 单位为cal?mol-1，x1、x2分别为组分1、2的摩尔分数，求 (1) 用x1表示的偏摩尔焓h1和h2的表达式； (2) 组分1与2在纯状态时的h1、h2；

(3) 组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓h1?、h2?；

(5) x1=0.5 的溶液中的h1和h2值及溶液的?h值。解：（1）h?90x?50x?x（x?6x?）9 x121212

?90x1?50?1?x1??x1?1?x1???6x1?9?1?x1??? ?50?49x1?12x1

?3x1

dhdx1

ddx1

?50?49x

?12x1?3x1

?49?24x1?9x1

h1?h??1?x1?

dhdx1

?50?49x1?12x1?3x1??1?x1??49?24x1?9x1?99?24x1?21x1?6x

1h2?h?x1

dhdx1

232

?50?49x1?12x1?3x1?x1?49?24x1?9x1?

?50?12x1?6x1

x1?1

(2) h1?limh?lim?50?49x1?12x12?3x13??90cal?mol?1?376.56 h2?limh?lim?50?49x1?12x1?3x1

x2?1

x1?0

j?molj?mol

??50

cal?mol

?20.92

(3)

h1?limh1?lim99?24x1?21x?6x1

x1?0

x2?1

??99

cal?mol

?414.22

j?mol

h2?limh2?lim50?12x1?6x

x2?0

x1?1

??56

cal?mol?234.30

(4) ?h?h??x1h1?x2h2?

?x1h1?x2h2?x1h1?x2h2

????

?x1?h1?h2??h2?x1?h1?h2??h2

?x199?24x1?21x1?6x1?50?12x1?6x1?50?12x1?6x1?x1?90?50 ??50

?9x1?12x1?3x1

?3x13?4x1?x1

(5) 当x1?0.5时，

h1?99?24x1?21x1?6x1

?1??1?

?99?24??21????6???

2?2??2??91.5cal?mol

?1?1

?384.84j?mol

h2?50?12x1?6x1

?1??1?

?50?12????6???

?2??2? =52.25cal?mol?218.61j?mol

?1?1

?1??1?

?h?9?0.5?12????3???

?2??2?

?1.875cal?mol?7.845j?mol

?1?1

4-16 溶液的体积vt是浓度m2的函数，若vt?a?bm2?cm22，试

列出v1，v2的表达式，并说明a、b的物理意义（m2为溶质的摩

尔数/1000克溶剂）；若已知

v2?a2?2a3m2?3a4m2

式中a2、a3、a4均为常数，试把v（溶液的体积）表示m2的函数。解： 20111009刘畅

假定溶剂水为1000g，即n1=1000/18=55.56mol，则n2=m2 mol ??v?v2???b?2cm2 ?

??n2?t,p,n1

（1）已知vt?a?bm2?cm22，根据偏摩尔性质的定义有

??vt?

v2?m2??b?2cm2 ?

??m2?t,p,m1

若以1000 g 溶剂水计，组分1、2的摩尔数分别为n1?

100018

=55.56

n2?m2

。

【篇二：化工热力学答案--第二版】

p> 1. 封闭体系的体积为一常数。（错） 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等，初态和终态的温度分别为

t1和t2，则该过程的?u?cvdt；同样，对于初、终态压力相等的过

程有?h?cpdt。（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. 。

2. 封闭体系中，温度是t的1mol理想气体从(pi，vi)等温可逆地膨胀到(pf，vf)，则所做的功为

以v表示)

(以p表示)。

3. 封闭体系中的1mol理想气体(已知cp)，按下列途径由t1、p1和v1可逆地变化至p2，则

?p2??p2??igigig?p2

?????a 等容过程的 w，

q=cpu=h，，?r??1tc?r?1tc?1??pp??p?1?p?1?t1。 p?1??1??1? ????

b 等温过程的 w=?rtln

p1p

，q=rtln1，?u?h p2p2

?c?rp1v1??p2

?c 绝热过程的 w=??p?r?1??

????

cp?rp1v1??1，q= 0 ，?u=

?r??

??cp??p??2??1?，????p1???????

ig??p2

h=cp

???p?1???ig

?cp???1??t1。 ???

4. 6。

5. 普适气体常数rcm3 mol-1 k-1=83.14bar cm3 mol-1 k-1=j mol-

1 k-1 =mol-1

k-1。四、计算题

1. 某一服从p（v-b）=rt状态方程（b是正常数）的气体，在从1000b等温可逆膨胀至2000b，所做

的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？

eoswrev

wrev

?rtln

v2?b

v1?b?1999?

??ln?2?1.000722 v2?999??rtlnv1

?p?tig

对于cp为常数的理想气体经过一绝热可逆过程，状态变化符合下列

方程 2??2?

t1?p1?

(??1)

，其中

igcpigcv

，试问，对于cp?a?bt?ct2的理想气体，上述关系式又是如何? 以上a、b、c为常数。

解：理想气体的绝热可逆过程，du???wrev??pdv

c?rdt??dv

igp

?a?bt?ct

?dt?rdlnv?0

v2v2p1t2?a?r?

?b?ctdt?rln?0,又?,故???tv1v1p2t1?t1?

t2pc

?b?t2?t1??t22?t12?rln2?0t12p1

aln

3. 一个0.057m3气瓶中贮有的1mpa和294k的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115mpa的气柜中，当气瓶中的压力降至0.5mpa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体)

(a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；

(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数??1.4）。解：（a）等温过程

pvpv1?570000.5?57000

?n?11?21???11.66mol

rt1rt18.314?2948.314?294

(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化

??1

1.4?1

?0.5?1.4

?p2

t2?t1??p

?1????

?294???

?1?

?241.18k

?n?

p1v1p2v11?570000.5?57000

????9.11mol rt1rt28.314?2948.314?241.18

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z1。（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。）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。) a. 饱和蒸汽 b. 超临界流体 c. 过热蒸汽 2. t温度下的过冷纯液体的压力p（a。参考p－v图上的亚临界等温线。）

a. ps?t?

b. ps?t?

c. =ps?t?

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. ps?t?

b. ps?t?

c. =ps?t?

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）

a. 第三virial系数

b. 第二virial系数

c. 无穷项

d. 只需要理想气体方程

6. 当p?0时，纯气体的?rtp?v?t,p??的值为（d。因

??z???z?

lim?rtp?v?t,p???rtlim??0） ?，又

lim??p?0p?0??p?p?0??p?tt?tb

a. 0 三、填空题

b. 很高的t时为0

c. 与第三virial系数有关

d. 在boyle温度时为零

1. 表达纯物质的汽平衡的准则有gsv?t??gsl?t?或gt,vsv?gt,vsl

（吉氏函数）、

dp?h

（claperyon方程）、p(t,v)dv?psvsv?vsl（maxwell等面积规则）。?vap

dtt?vvsl

vap

????

vsv

/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tr,pr,zc、tr,pr,?、

tr,pr,?和tr,pr,?。

3. /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，a? ??yy

aiiajj(1?kij)=

同的相互作用参数有k11,k22和k33，其值应为k12和k21,k23和

k32,k31和k12(已作k12?k21,k23?k32,k31?k12处理)，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. 正丁烷的偏心因子?=0.193，临界压力pc=3.797mpa 则在tr=0.7

时的蒸汽压为

mpaps?pc10?1???0.2435。四、计算题

1. 在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4jg-1，水和冰的质量体积分

别是1.000和1.091cm3 g-1，且0℃时

水的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62pa和2508jg-1，请由此

估计水的三相点数据。

解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直

线处理。对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15k，101325pa；并能计算其斜率是

dpm?hfus7-1

pak???1.3453?10

dttm?vfus

熔化曲线方程是pm?101325?1.3453?107?t?273.15?

对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15k，610.62pa；也能

计算其斜率是

dps?hvap?hvap

???vapsvdttb?vtbv

2508

?2.4688 pak-1

8.314?273.15

273.15?

610.62

汽化曲线方程是ps?610.62?2.4688?t?273.15?

解两直线的交点，得三相点的数据是：pt?615.09pa，

tt?273.1575k

低压下

2. 试由饱和蒸汽压方程（见附录a-2），在合适的假设下估算水在

25℃时的汽化焓。 dlnps?hvap?hvap

dtr?zvapt2rzvapt2

?hvap

rt2

??h

vap

dlnps

?rt

bdlnpsb

得?由antoine方程lnp?a?2

c?tdt?c?t?

查附录c-2得水和antoine常数是b?3826.36,c??45.47 故

?hvap?

?c?t?2

rt2?

rb?c???1??t?

8.314?3826.36??45.47?

?1??

298.15??

?44291.84jmol-1

3. 一个0.5m3的压力容器，其极限压力为 2.75mpa，出于安全的考虑，要求操作压力不得超过极限压

由《化工热力学多媒体教学》软件，选择“计算模块”→“均相性质”　→“pr状态方程”，计算出给定状态下的摩尔体积，

vv＝2198.15cm3mol-1 m=500000/2198.15*44=10008.4(g)

4. 用antoine方程计算正丁烷在50℃时蒸汽压；用pr方计算正丁

烷在50℃时饱和汽、液相摩尔体积（用

软件计算）；再用修正的rackett方程计算正丁烷在50℃时饱和液

相摩尔体积。（液相摩尔体积的实验值是106.94cm3 mol-1）。

lnps?6.8146?

由软件计算知v

2151.63

?ps?0.504mpa

?36.24?t

?103.0193cm3mol?1，vsv?4757.469cm3mol?1

利用rackett方程v

?(rtc/pc)?????1?tr??

1?(1?tr)2/7

vsl?107.01cm3mol?1

5. 试计算一个125cm3的刚性容器，在50℃和18.745mpa的条件

下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？

利用理想气体状态方程pv?nrt n?

?0.872?m?14g rt

pr方程利用软件计算得v?122.7268cm3/mol?n?1.02?m?16.3g

6. 试用pr方程计算合成气（h2:n2?1:3mol）在40.5mpa和

573.15k摩尔体积（实验值为135.8cm3

mol-1，用软件计算）。

解：查出

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)ttc、ttc、t=tc的等温线。

m-t图上的等

六、证明题

??z?

1. 由式2-29知，流体的boyle曲线是关于???0的点的轨迹。证明vdw流体的boyle曲线是

?p??t

?a?brt?v2?2abv?ab2?0

1???z??v?证明：由???

??p?trt?

???p???0得p?v????0

??p???v?t?????v?t??

由vdw方程得

【篇三：马沛生主编化工热力学第五章习题解答】

题 5-1 汽液平衡关系解：否。

5-2 汽液平衡关系pyi?pis?ixi的适用的条件是低压条件下的非理想液相。解：是。

5-3 在（1）－（2）二元系统的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，则y1?x1， y2?x2。

解：错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况。

5-4 混合物汽液相图中的泡点曲线表示的是饱和汽相，而露点曲线

表示的是饱和液相。解：错。

5-5 对于负偏差系统，液相的活度系数总是小于1。解：是。

5-6 在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可

能相同。解：错，在共沸点时相同。

5-7 在组分（1）-组分（2）二元系统的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，若温度一定，则系统的压力，随着x1的增大而增大。解：错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况。

5-8 理想系统的汽液平衡 ki 等于1。

解：错，理想系统即汽相为理想气体，液相为理想溶液。

f?i?f?i

的适用的条件是理想气体和理想溶液。

5-9 对于理想系统，汽液平衡常数ki，只与 t、p有关，而与组成无关。解：对，可以从理想体系的汽液平衡关系证明。 5-10

能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据。

解：错。 5-11

当潜水员深海作业时，若以高压空气作为呼吸介质，由于氮气溶入

血液

的浓度过大，会给人体带来致命影响（类似氮气麻醉现象）。根据

习题5-11表1中25℃下溶解在水中的各种气体的hey常数Ｈ，认为以二氧化碳和氧气的混和气体为呼吸介质比较适合。

习题5-11表1 几种气体的hey常数

气体乙炔

h/mpa 气体 135

一氧化碳

空气

7295

乙烷乙烯

3060 1155

氢气硫化氢

7160 55

氮气氧气

8765 4438

h/ mpa 540

气体氦气

h/ mpa 气体 12660

甲烷

h/ pa 4185

二氧化碳 167 解：对。

5-12 利用gibbs-duhem方程，可以从某一组分的偏摩尔性质求另一组分的偏摩尔性质；并可检验实验测得的混合物热力学数据及建

立的模型的正确性。解：对。

二、计算题

5-13 二元气体混合物的摩尔分数y1=0.3，在一定的t、p下， ?1?0.9381、??2?0.8812，计算混合物的逸度系数。 ?

解：ln?m?y1l??1?yn

?m?0.8979

?l?n?2

?0.3ln0?.93?81

0.7

ln0.8812

5-14 氯仿（1）-乙醇（2）二元系统，55℃时其超额gibbs自由能函数表达式为

??1.4x2?10.x59x1x2

查得55℃时，氯仿和乙醇的饱和蒸汽压分别为

p1?82.37kpa

，

p2?37.31kpa

试求：（1）假定汽相为理想气体，计算该系统在的55℃下

p?x1?y1数据。若

有共沸点，并确定共沸压力和共沸组成；

（2）假定汽相为非理想气体，已知该系统在55 ℃时第二virial 系数

b11??963cm?mol

-1

、b22??1523cm3?mol-1、?12?52cm3?mol-1，计算

该系统在55℃下p?x1?y1数据。

解：根据组分的活度系数与溶液的超额gibbs自由能的关系式

e???nge/rt??g

，对函数等式两边同时乘以n，经求导、整理可得 ?ln?i??

rt?ni????t,p,nj??i?

ln?1?x2?0.59?1.66x1?

ln?2?x

1?1.42?1.66x2?

（1）假定假定汽相为理想气体，可采用汽液平衡关系式

py1?p1x1?1py2?px2?2

系统的总压为 p?py1?py2?psx 2?1?1px?12

组分1的摩尔分数为y1?

p1x?1

计算方法为：取x1为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，依次代入以上各式，即可计算出p?x1?y1关系。如x1?0.2时，

ln?1?0.8

?0.59?1.66?0.2??1.42?1.66?0.8?

?1?1.804?2?1.004

ln?2?0.2

p?82.37?0.2?1.084?37.3?0.8?1.004?59.68y1?

82.37?0.2?1.804

59.68

?0.498

kpa

其他计算结果列于下表

?1 ?2

p/kpa 37.31 48.75 59.68 68.84 75.70 80.36 83.29 85.09 86.12

86.00 82.37

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

1.804 1.845 1.804 1.704 1.571 1.426 1.289 1.171 1.079 1.021

1.000

1 0.9993 1.004 1.023 1.070 1.159 1.31

2 1.571 2.006 2.761 4.137

0 0.312 0.498 0.612 0.684 0.731 0.765 0.793 0.826 0.880 1.000

由上计算结果可知：

(a) 该体系的??x曲线上，?1?x1曲线出现最高点，则在?2?x1曲线上对应有最低点，此类型体系采用margules方程计算能反映其特点。

(b) 该体系为最大压力恒沸物体系，恒沸点时，x1?y1，

即?1p1s?p2s

exp?x2?0.59?1.66x1???82.37?exp?x1?1.42?1.66x2???37.31 ????

x1?x2?1

解知 x1?0.84 8

p??1x1ps1??x2p2

?exp?x22?0.59?1.66??x1p1s?exp?x12?1.42?1.66x2??x2p2s ???? ?exp?0.125?2?

?exp?0.84?8?

??0.84?0.59?1.6?6?8???0.15?1.42?1.6?6?2?

.8480 .1520

82.3737.31

?86.28kpa

? 恒沸组成 x1?0.848 恒沸压力 p = 86.28kpa （2）假定气相为非理想气体，汽液平衡的计算式为??ivpyi??ipsi?si

v??1?ex1

?i1,2

p1??

p??p

2(a)

?2?ex?

p??2

1 (b)

，故?is可计算 ?i仅是温度的函数，因 t = 55℃ ??exb11p1?rt

?963?82.?3710

713e?0.9

83.1?45527?3.15???152?3e83.1?4?

37?.31?55

794?0.9

27?3.15

??exb22p2?

yi?

?ixipi?i

?p?

i?1,2 (c)

由于??iv是t、p、yi的函数，p、yi未知，??iv无法求得，故采用计算机迭代求解。求解方法如图习题5=14所示。计算结果如下： x1

?1 ?2

p/kpa 37.31 59.80 76.09 80.83 83.81 86.63 86.37 86.37

0.0 0.2 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0

1.8040 1.8041 1.5706 1.4262 1.2889 1.0797 1.0211 1.000

1.000 1.0037 1.0702 1.1589 1.3128

2.0064 2.7614 4.1371

0 0.4929 0.6785 0.7262 0.7603 0.8225 0.8776 1.000

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id p 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 ()() () () 点在点在C V P C V P T T 00 2 2 ==?? ?

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？【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的定义为：000.1)p lg(7.0T s r r --==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 什么是状态方程的普遍化方法？普遍化方法有哪些类型？【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简述三参数对应状态原理与两参数对应状态原理的区别。【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。三参数对应态原理为：在相同的 r T 和r p 下，具有相同ω值的所有流体具有相同的压缩因子Z ，因此它们偏离理想气体的程度相同，即),P ,T (f Z r r ω=。而两参数对应状态原理为：在相同对比温度r T 、对比压力 r p 下，不同气体的对比摩尔体积r V （或压缩因子z ）是近似相等的，即(,) r r Z T P =。三参数对应状态原理比两参数对应状态原理精度高得多。 2-8总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同。【参考答案】：由于范德华方程（vdW 方程）最大突破在于能同时计算汽、液两相性质，因此，理论上讲，采用基于vdW 方程的立方型状态方程能同时将纯气体和纯液体的性质计算出来（最小值是饱和液体摩尔体积、最大值是饱和气体摩尔体积），但事实上计算的纯气体性质误差较小，而纯液体的误差较大。因此，液体的p-V-T 关系往往采用专门计算液体体积的公式计算，如修正Rackett 方程，它与立方型状态方程相比，既简单精度又高。 2-9如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？【参考答案】：对于混合气体，只要把混合物看成一个虚拟的纯物质，算出虚拟的特征参数，如Tr ，

北京化工大学《化工热力学》2016-2017考试试卷A参考答案

北京化工大学2016——2017学年第一学期《化工热力学》期末考试试卷班级：姓名：学号：任课教师：分数：一、（2?8=16分）正误题（正确的画√，错误的画×，标在[ ]中）［√］剩余性质法计算热力学性质的方便之处在于利用了理想气体的性质。［×］Virial 方程中12B 反映了不同分子间的相互作用力的大小，因此120B =的气体混合物，必定是理想气体混合物。［√］在二元体系中，如果在某浓度范围内Henry 定律适用于组分1，则在相同的浓度范围内，Lewis-Randall 规则必然适用于组分2。［×］某绝热的房间内有一个冰箱，通电后若打开冰箱门，则房间内温度将逐渐下降。［×］溶液的超额性质数值越大，则溶液的非理想性越大。［×］水蒸汽为加热介质时，只要传质推动力满足要求，应尽量采用较低压力。［×］通过热力学一致性检验，可以判断汽液平衡数据是否正确。［×］如果一个系统经历某过程后熵值没有变化，则该过程可逆且绝热。二、（第1空2分，其它每空1分，共18分）填空题（1）某气体符合/()p RT V b =-的状态方程，从 1V 等温可逆膨胀至 2V ，则体系的 S ? 为 21ln V b R V b --。（2）写出下列偏摩尔量的关系式：,,(/)j i E i T p n nG RT n ≠???=?????ln i γ，

,,(/)j i R i T p n nG RT n ≠???=??????ln i ?, ,,(/)j i i T p n nG RT n ≠???=?????i μ。（3）对于温度为T ，压力为P 以及组成为{x}的理想溶液，E V =__0__， E H =__0__，/E G RT =__0__，ln i γ=__0__，?i f =__i f __。（4）Rankine 循环的四个过程是：等温加热（蒸发），绝热膨胀（做功），等压（冷凝）冷却，绝热压缩。（5）纯物质的临界点关系满足0p V ???= ????， 220p V ???= ???? ，van der Waals 方程的临界压缩因子是__0.375__，常见流体的临界压缩因子的范围是_0.2-0.3_。二、（5?6=30分）简答题（简明扼要，写在以下空白处）（1）简述如何通过水蒸汽表计算某一状态下水蒸汽的剩余焓和逸度（假定该温度条件下表中最低压力的蒸汽为理想气体）。剩余焓： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓值； ②从饱和蒸汽表中查得标准状态时的蒸发焓vap H ?（饱和液体的焓-饱和蒸汽的焓）； ③通过00()T ig ig ig p p T H C dT C T T ?=≈-? 计算理想气体的焓变； ④通过R ig vap H H H H ?=-?-?得到剩余焓。逸度： ①通过线性插值，从过热水蒸汽表中查出给定状态下的焓和熵并根据G H TS =-得到Gibbs 自由能(,)G T p ； ②从过热蒸汽表中查得最低压力时的焓和熵，计算得到Gibbs 自由能0(,)ig G T p ；

化工热力学(下册)第二版夏清第2章吸收答案

第二章吸收 1. 从手册中查得 KPa 、25 ℃时，若100 g 水中含氨1 g ，则此溶液上方的氨气平衡分压为 KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H (kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。解：（1）求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知：30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出：以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则： 3333 31/17 0.582/1001 1000 0.582 /0.590/() 0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *= =+∴===? (2). 求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1/17 0.0105 1/17100/18 0.00974 /0.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ** **== = ===+=== 2. kpa 、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=×106x 表示。式中：P O2为氧在气相中的分压，kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。解：氧在空气中的摩尔分数为0.21.故： 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.4310 3.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小，故可以认为X x ≈ 即：2266.4310O O X x -≈=? 所以：溶解度6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg O kg H O m H O --????= =?=?????

《化工热力学》第三版课后习题答案

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? =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 。 C 绝热过程的 W =( ) ???? ????? ? -???? ??--112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，Q = 0 ，U = ( ) ??????????-???? ??-11211ig P C R ig P P P R V P R C ，H =1121T P P C ig P C R ig P ??????????-???? ??。

化工热力学本科试卷A

泰山学院课程考试专用泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级3+2化学工程与工艺专业本科2007～2008学年第一学期《化工热力学》试卷A （试卷共8页，答题时间120分钟）一、判断题（每小题1分，共15 分。请将答案填在下面的表格内） 1、只要温度、压力一定，任何偏摩尔性质都等于化学位。 2、对于确定的纯气体来说，其维里系数B 、C 、……只是温度的函数。 3、孤立体系的熵总是不变的。 4、当过程不可逆时，体系的作功能力较完全可逆的情况下有所下降。 5、二元液相部分互溶体系及其蒸汽的达到相平衡时，体系的自由度为2。 6、理想溶液中所有组分的活度系数均为1。 7、二元混合物的相图中泡点线表示的饱和汽相，露点线表示的是饱和液相。 8、二元组分形成恒沸物时，在恒沸点体系的相对挥发度等于1。 9、若化学平衡常数随着温度的升高而升高，则反应的标准焓变化0H ?为负值。 10、纯物质的平衡汽化过程，其摩尔体积、焓及吉布斯函数的变化均大于零。 11、在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 12、对于理想溶液的某一容量性质恒有0i i M M =。 13、能量不仅有数量的大小还有质量的高低，相同数量的电能和热能来说，电能的做功能力大于热能。 14、无论以Henry 定律为基准，还是以Lewis-Randall 规则为基准定义标准态逸度，混合物中组分i 的活度和逸度的值不变。 15、逸度与压力的单位是相同的。

二、填空题（1-5题每空1分，6-11题每空2分，共25分） 1、在相同的初态下，节流膨胀的降温效果（大于/小于）等熵膨胀的降温效果。 2、恒温恒压下，吉布斯-杜亥姆方程为（以i M 表示）。 3、形成二元溶液时，当异种分子之间的作用力小于同种分子之间的作用力时，形成正偏差溶液，正偏差较大的溶液具有最的沸点。 4、对于二元混合物来说一定温度下的泡点压力与露点压力 (相同/不同)的。 5、当过程的熵产生时，过程为自发过程。 6、当化学反应的温度不发生变化时，对体积增大的气相反应，增大压力，反应进度，加入惰性气体反应进度。 7、已知平衡压力和液相组成，用完全理想体系下的汽液平衡准则计算泡点温度时，在假设的温度下算出1i y <∑，说明假设的温度，应，重新计算，直到1i y =∑。 8、正丁醇（1）和水（2）组成液液平衡系统，25℃，测得水相中正丁醇的摩尔分数为0.00007，而醇相中水的摩尔分数为0.26，则水在水相中的活度系数为，水在醇相中的活度系数为。 9、某换热器内，冷热两种流体进行换热，热流体的流率为 -1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从500K 降为350K,冷流体的流率也是-1100kmol h ?,-1-129kJ kmol K p c =??,温度从300K 进入热交换器，该换热器表面的热损失-187000kJ h Q =-?，则冷流体的终态温度t 2= K,该换热过程的损耗功W L = kJ/h 。设300K T Θ=，冷热流体的压力变化可以忽略不计。

化工热力学马沛生第二版

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。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 = 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 s r T p 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 -=s r 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。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。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。常用的三参数的对应状态原理有哪几种？答：常用的三参数对比态原理有两种，一种是以临界压缩因子Zc 为第三参数；另外一种是

化工热力学习题集及答案

模拟题一一．单项选择题（每题1分，共20分） T 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（）饱和蒸汽超临界流体过热蒸汽 T 温度下的过冷纯液体的压力P （） >()T P s <()T P s = ()T P s T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （） >() T P s <() T P s =() T P s 纯物质的第二virial 系数B （） 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（）第三virial 系数第二virial 系数无穷项只需要理想气体方程液化石油气的主要成分是（）丙烷、丁烷和少量的戊烷甲烷、乙烷正己烷立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（）饱和液摩尔体积饱和汽摩尔体积无物理意义偏心因子的定义式（） 0.7lg()1s r Tr P ω==-- 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- 1.0 lg()s r Tr P ω==- 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 关于偏离函数MR ，理想性质M*，下列公式正确的是（） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. * R M M M =- D. *R M M M =+ 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量。（B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。（C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量。关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。（B ）逸度可称为“有效压力” 。（C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差。（D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。（E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX2 = 0 b. X1dln γ1/dX 2+ X2 dln γ2/dX1 = 0 c. X1dln γ1/dX 1+ X2dln γ2/dX1 = 0 d. X1dln γ1/dX 1– X2 dln γ2/dX1 = 0 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 15．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。（C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。（E ）的偏摩尔量。 16 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将：( ) A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 17．下列各式中，化学位的定义式是 ( ) 18．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是。 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,]) ([.)([.])([.)([.??≡??≡??≡??≡μμμμ

化工热力学复习题及答案

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。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，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， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 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。） 6. 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）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. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。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. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 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。）

化工热力学答案解析

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 c R T a p ==2 2.56 0.42748(8.314)(190.6)4.610???＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c c RT b p = =6 0.08678.314190.64.610 ???＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106 ＝ 5 8.314673 2.98710 V -?-?－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 3.53190.6 r 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 1 B 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） 010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTc ω=+=+?= 由式（2-42）得 Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ???? =+=+?= ??? ???? V ＝1.390×10-3 m 3 ·mol -1 2.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算27 3.15K 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

化工热力学习题集(附答案)

模拟题一 1. T 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 ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ a ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ b ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ a ） 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 ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ a ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（） A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量。（B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。

化工热力学(第三版)课后答案完整版_朱自强

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℃、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id V 为 33168.314(400273.15) 1.381104.05310id RT V m mol p --?+= ==??? （2）用RK 方程求摩尔体积将RK 方程稍加变形，可写为 0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ （E1）其中 2 2.50.427480.08664c c c c R T a p RT b p == 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =, c p =，将它们代入 a, b 表达式得

2 2.5 6-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??==???? 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m mol --??==??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.15 2.9846104.05310 V -?=+?? 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?-??????+? 355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为 3535 20.56335355 331 3.2217(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610673.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?-??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近似为 3311.39010V m mol --=?? （3）用PR 方程求摩尔体积将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RT a V b V b p pV V b pb V b -=+-++-

(完整word版)化工热力学((下册))第二版夏清第5章干燥答案

第5章干燥的习题解答 1．已知湿空气的总压强为50Pa,温度为60℃,相对湿度为40%,试求: (1)湿空气中水汽的分压; (2)湿度; (3)湿空气的密度。解：（1）湿空气的水汽分压，V S p P ?= 由附录查得60C 时水的饱和蒸汽压19.92S p KPa = 0.419.927.97V p KPa =?= (2) 湿度 0.6220.6227.970.118/507.97V V P H kg kg p P ?= ==--绝干气（1）密度 55 3 273 1.0131027360 1.01310(0.772 1.244)(0.772 1.2440.118)2732735010H t v H P +?+?=+??=+??? ? 32.27m =湿空气/kg 绝干气密度 3110.118 0.493/2.27 H H H kg m v ρ++= =湿空气 2．在总压101.33KPa 下,已知湿空气的某些参数,利用湿空气的H-I 图查出本题附表中空格内的数值,并给出序号4中各数值的求解过程示意图。习题2附表

解：上表中括号内的数据为已知，其余值由图H I -查得。分题4的求解示意图如附图所示，其中A 为状态点。 3.干球温度为20℃、湿度为0.009kg 水/kg 绝干气的温空气通过预热器加热到50℃后,再送至常压干燥器中,离开干燥器时空气的相对温度为80%,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程,试求: (1)1m 3原温空气在预热过程中始的变化; (2)1m 3原温空气在干燥器中获得的水分量。解：（1）31m 原湿空气在预热器中焓的变化当0020,0.009/t C H kg kg ==绝干气时，由H I -图查出043/I KJ kg =绝干气。当01050,0.009/t C H H kg kg ==＝绝干气时，由H I -图查出

化工热力学试卷三套与答案

一．选择题（每题2分，共10分） 1.纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是温度的函数 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 2.T 温度下的过冷纯液体的压力P （A 。参考P －V 图上的亚临界等温线。） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0.3，在一定的T ，P 下，8812.0?,9381.0?21==?? ，则此时混合物的逸度系数为。（C ） A 0.9097 B 0.89827 C 0.8979 D 0.9092 4. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ ，则流体的熵变（ A ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.可正可负 5. Henry 规则（ C ） A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂二、填空题（每题2分，共10分） 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃，其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为（1882.75）J/mol 。 2. 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，等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1 ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω＝0.193，临界压力为p c ＝3.797MPa ，则在Tr ＝0.7时的蒸汽压为（ 0.2435 ）MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T 0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp ，则E xQ 的计算式为(0 (1)T xQ p T T E C dT T = - ? ）。

化工热力学(第三版)第二章答案

化工热力学（第三版）习题解答集朱自强、吴有庭、李勉编著

前言理论联系实际是工程科学的核心。化工热力学素以概念抽象、难懂而深深印在学生的脑海之中。特别使他们感到困惑的是难以和实际问题进行联系。为了学以致用，除选好教科书中的例题之外，很重要的是习题的安排。凭借习题来加深和印证基本概念的理解和运用，补充原书中某些理论的推导，更主要的是使学生在完成习题时能在理论联系实际的锻炼上跨出重要的一步。《化工热力学》（第三版）的习题就是用这样的指导思想来安排和编写的。《化工热力学》自出版以来，深受国内同行和学生的关注和欢迎，但认为习题有一定的难度，希望有一本习题集问世，帮助初学者更有效地掌握基本概念，并提高分析问题和解决问题的能力。为此我们应出版社的要求把该书第三版的习题解撰并付印，以飨读者。在编写过程中除详尽地进行习题解答外，还对部分习题列出了不同的解题方法，便于读者进一步扩大思路，增加灵活程度；对部分有较大难度的习题前加上“*”号，如果教学时间较少，可以暂时不做，但对能力较强的学生和研究生也不妨一试。使用本题解的学生，应该先对习题尽量多加思考，在自学和独自完成解题的基础上加以利用和印证，否则将与出版此书的初衷有悖。参加本习题题解编写的人员是浙江大学化工系的朱自强教授、南京大学化工系的吴有庭教授、以及李勉博士等，浙江大学的林东强教授、谢荣锦老师等也对本习题编写提供了有益的帮助。在此深表感谢。由于编写时间仓促，有些地方考虑不周，习题题解的写作方法不善，甚至尚有解题不妥之处，希望读者能不吝赐教，提出宝贵意见，以便再版时予以修改完善。

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id V 为 331 6 8.314(400273.15) 1.381104.05310 id RT V m mol p --?+= = =??? （2）用RK 方程求摩尔体积将RK 方程稍加变形，可写为 0.5 ()() RT a V b V b p T pV V b -= +- + （E1）其中 2 2.5 0.427480.08664c c c c R T a p RT b p == 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =190.6K, c p =4.60MPa ，将它们代入a, b 表达式得 2 2.5 6-20.5 6 0.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??= =???? 5 3 1 6 0.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m m ol --??= =??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5 16 8.314673.15 2.9846104.05310 V -?= +?? 35 0.5 6 3 3 5 3.2217(1.38110 2.984610)67 3.15 4.05310 1.38110 (1.38110 2.984610) -----??-?- ??????+? 3 5 5 3 3 1 1.38110 2.984610 2.124610 1.389610m m ol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为

化工热力学答案

第二章均相反应动力学习题 1. 【动力学方程形式】有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为: 2 3.66A A dP P dt = 若转化为2 (/.)A kC A r mol hl =形式，求相应的速率常数值及其单位。 2. [恒温恒容变压定级数] 在恒容等温下，用等摩尔H 2和NO 进行实验，测得如下数据：总压（MPa ）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s ） 256 186 135 104 67 求此反应级数 3.[二级反应恒容定时间] 4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min 转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？ 4、【二级恒容非等摩尔加料】溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C 4H 9Br+C 2H 5Na →Na Br+i-C 4H 9 OC 2H 5 (A) (B) (C) (D) 溴代异丁烷的初始浓度为C A0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为C B0=0.0762mol/l,在368.15K 测得不同时间的乙醇钠的浓度为： t(min) 0 5 10 20 30 50 C B (mol/l) 0.0762 0.0703 0.0655 0.0580 0.0532 0.0451 已知反应为二级，试求：（1）反应速率常数；（2）反应一小时后溶液中溴代异丁烷的浓度；（3）溴代异丁烷消耗一半所用的时间。 5. [恒温恒容变压定级数] 二甲醚的气相分解反应CH 3OCH 3 → CH 4 +H 2 +CO 在恒温恒容下进行，在504℃获得如下数据： t （s ） 0 390 777 1195 3155 ∞ Pt ×103（Pa ） 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1

化工热力学(下册)第二版-夏清-第2章-吸收答案

?第二章吸收? １．从手册中查得１01.33 KPa 、２5 ℃时,若1０0 ｇ水中含氨１ g,则此溶液上方的氨气平衡分压为０．987 K Ｐａ。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H （ｋmol/ (m 3·k Ｐa)）及相平衡常数m 。解：（1）求H 由33NH NH C P H *=.求算. 已知:30.987NH a P kP *=．相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为31000/kg m ．则： 3333 31/170.582/1001 1000 0.582/0.590/()0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *= =+∴===? (２). 求m .由333 333330.9870.00974101.331/170.01051/17100/18 0.00974/0.9280.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ****=== ===+=== 2. １0１.３3 kpa 、1０ ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=3.３1×106x 表示。式中：P Ｏ2为氧在气相中的分压，k Ｐa 、ｘ为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧。解: 氧在空气中的摩尔分数为0.21.故： 222 266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小，故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg O kg H O m H O --????==?=?????

(精选)化工热力学复习题及答案

《化工热力学》课程模拟考试试卷 A 开课学院：化工学院，专业：材料化学工程考试形式：，所需时间：分钟考生姓名：学号：班级：任课教师：题对的写T ，错的写F) 1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子。 (A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为。 (A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是。 (A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。 (B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。 (C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ， G )。 (D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的 p -V -T 的问题。 4．对于流体混合物，下面式子错误的是。 (A) lim i i i x M M ∞→=(B)i i i H U pV =+ (C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G = 5．剩余性质R M 的概念是表示什么差别的。 (A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度 6．纯物质在临界点处的状态，通常都是。 (A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态 (D) 气液不分状态