化工热力学第三版课后习题答案

1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 。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T 1和T 2，则该过程的 ；同样，对于初、21TVdCU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21TPdCH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( Pi，V i)等温可逆地膨胀到(P f，V f)，则所做的功为 (以 V表示) 或 (以P表示)。firevRWlnifrevRTWln3. 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 2，则 igPCA 等容过程的 W= 0 ，Q = ， U= ，H= 12Rig12TRCig。12TPCigB 等温过程的 W= ，Q= ，U = 0 ，H= 0 。21lnPR21lnT2C 绝热过程的 W= ，Q= 0 ，U=121igPCRigPVC，H = 。121igPCRigPV112TPigCRig4. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg。5. 普适气体常数R=8.314MPa cm3 mol-1 K-1=83.14bar cm3 mol-1 K-1=8.314 J mol-1 K-1 =1.980cal 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？解： 072.1ln91lln12VRTWigrevEOS2. 对于 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 igPC，其中 ，试问，对于 的理想气体，上述关)1(21TigVPC2cTbaCigP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， dVWdUrev0ln2ln ,l 0ln1221121 1212221 PRTcTba TdR VRdcbaVTCTigP 故又3. 一个0.057m 3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 ） 。4.1解：（a）等温过程mol6.1943.857029431.857021 RTVPn3(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化K18.2415.0294.12 rPTmol1.9.3.5703.87211 RVn第 2 章关系和状态方程一、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 s B. s B. T c、TU C. H=U D. 不能确定2. 一气体符合P=RT/(V-b )的状态方程从V 1等温可逆膨胀至V 2，则体系的 S为（C 。）bRdbTPdSVT 1ln212121A. bR2lnB. 0 C. V12lD. 12lnVR3. 等于（D 。因为PSTVP）VVPTTT TTSPS PVVS 1A. TSB. VC. STD. VTP4. 吉氏函数变化与P-V-T关系为 ，则 的状态应该为（C。因为PRGPTxigln,xG）RPGigig lln1,),( 00A. T和P下纯理想气体 B. T和零压的纯理想气体 C. T和单位压力的纯理想气体三、填空题1. 状态方程 的偏离焓和偏离熵分别是VbR()和bPdRTbPdTHPPig 00；若要计算0ln00 VRSPig和 还需要什么性质？ ；其计算式分别是12,THP12,TSigPC912,PTHdTCPbdTCb THHHigigP igigii 212122 1211,和 12,S。dTCPRdTCPR PTSSST igig igiigig 2121002 0102011lnlnl ,2. 对于混合物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温同组成的理想气体混合物。四、计算题1. 试计算液态水从2.5MPa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。解：用PR 方程计算。查附录A-1得水的临界参数T c=647.30K；P c=22.064MPa； =0.344另外，还需要理想气体等压热容的数据，查附录A-4得到，得到水的理想气体等压热容是 39253 106.3107.1098.243 TTTCigP 为了确定初、终态的相态，由于初终态的温度均低于T c，故应查出初、终态温度所对应的饱和蒸汽压(附录C-1)，P 1s=0.02339MPa；P 2s=8.581MPa。体系的状态变化如下图所示。计算式如下 1211221, THRTHRTHP igigigig 1211221 , PSSPSPSTS igigigig CT1 20P1s=0.023MPaT 30P2s=8.581MPaP1=2.5MPaT1 20P2=30MPaT2 30PVComment 志志志4: Page: 10朱 P39Comment 6-4015: Page: 10Comment 志志志6: Page: 10童 P11610由热力学性质计算软件得到，初态（蒸汽）的标准偏离焓和标准偏离熵分别是 和8672.1,1RTHPig；72103.,11RPTSig终态（蒸汽）的标准偏离焓和标准偏离熵分别是 和438752.6,2Tig；1048.5,22TSig另外， ，得到 和1.621 JmoldCTigP 2 136.TigPKJmoldC所以，本题的结果是 8.,.74805SH2. （a）分别用PR 方程和三参数对应态原理 计算，312K的丙烷饱和蒸汽的逸度（参考答案1.06MPa） ；（b）分别用PR方程和三参数对应态原理计算 312K，7MPa丙烷的逸度；(c)从饱和汽相的逸度计算312K，7MPa丙烷的逸度，设在17MPa的压力范围内液体丙烷的比容为2.06cm 3 g-1，且为常数。解：用Ant