化工热力学(第三版)答案陈新志等-2023修改整理

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐化工热力学(第三版)答案陈新志等第1章绪言

一、是否题

1.封闭体系中有两个相βα,。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相放开体系；

达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对）2.抱负气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）

3.封闭体系的1mol气体举行了某一过程，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离为T1和T2，则该过程的?

=2

1

TTVdTCU?；同样，对于初、

终态压力相等的过程有?

=2

1

TTPdTCH?。（对。状态函数的变化仅打算于初、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，仅打算于初、终态。

2.封闭体系中，温度是T的1mol抱负气体从(Pi，Vi)等温可逆地膨胀到(Pf，Vf)，则所做的

功为()

firevVVRTWln=(以V表示)或()

ifrevPPRTWln=(以P表示)。

3.封闭体系中的1mol抱负气体(已知ig

PC)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2，则

A等容过程的W=0，Q=()1121TPPRCigP??????--，?U=()

1121TPPRCig

P???

???--，?H=

112

1TPPCigP???

???-。B等温过程的W=21ln

PPRT-，Q=2

1lnPP

RT，?U=0，?H=0。C绝热过程的W=(

)

????

?????

?

-??????--112

11ig

P

CR

ig

P

PPRVPRC，Q=0，?U=(

)

????

?????

?

-???

???-112

11igP

CR

ig

P

PPRVPRC，?H=112

1TPPCigPCRigP

??????????-??????。4.1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg。

5.普适气体常数R=8.314MPacm3mol-1K-1=83.14barcm3mol-1K-1=8.314Jmol-1K-1

=1.980calmol-1K-1。四、计算题

1.某一听从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，所做的功应是抱负气体经过相同过程所做功的多少倍？

解：000722.12ln9991999lnlnln

1

212=???

??==VVRTbVb

VRTWWig

rev

EOSrev

2.对于ig

PC为常数的抱负气体经过一绝热可逆过程，状态变化符合下列方程

γ

γ)

1(1212-??

?

???=PPTT，其中igV

igPCC=

γ，试问，对于2cTbTaCig

P

++=的抱负气体，上述关系式又是如何?以上a、b、c为常数。

解：抱负气体的绝热可逆过程，PdVWdUrev-=-=δ

(

)

()()()

0ln2ln

,,0ln0

ln1

221221212122112122

2

1=--+-+==+???

?

?++-=+-++→

-=-?PPRTTc

TTbTTaTTPPVVVVRdTcTbTRaVRddTT

R

cT

bTadV

V

RT

dTRCTTigP

故又

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。(假设气体为抱负气体)(a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；

(b)气体流淌很快以至于可忽略热量损失（假设过程可逆，绝热指数4.1=γ）。解：（a）等温过程

66.11294314.857000

5.0294314.8570001112111=??-??=-=RTVPRTVPn?mol

(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化

18.24115.02944

.11

4.11

12

12=?

?

????=???

???=--r

P

PTTγK

11.918

.241314.857000

5.0294314.8570001212111=??-??=-=

RTVPRTVPn?mol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，必需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.因为分子间互相作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的抱负气体的

摩尔体积，所以，抱负气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z()TPs

B.Tc、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V1等温可逆膨胀至V2，则体系的?S为（C。

bVbVRdVbVRdVTPdVVSSVV

VVVVVT--=-=

???

????=???????=?

??12ln2

1

2

12

1?）A.b

Vb

VRT--12ln

B.0

C.b

Vb

VR--12ln

D.1

2

ln

VVR

3.

P

STTSPTVP?????????????????????等于（D。由于VVPTTTTTPSTPSTTPPTTVVPPSVPSPVPTSPTVPTSPTVP???????-=???????-=????????????=?????????????-?????=??

?

??????????-?????=?????????????????????=???????????????1??????????????????）

A.T

VS???????

B.V

TP???????

C.S

TV???????

D.V

TP?????-??

4.吉氏函数变化与P-V-T关系为()PRTGPTGxigln,=-，则xG的状态应当为（C。由于

()()PRTPPRTPTGPTGigiglnln1,),(00===-）

A.T和P下纯抱负气体

B.T和零压的纯抱负气体

C.T和单位压力的纯抱负气体

三、填空题

1.状态方程PVbRT()-=的偏离焓和偏离熵分离是

bPdPPRTbPRTdPTVTVH

HP

PPig

=????

??-+=?????????????-=-?

?0

0和0ln0

000

=???

???-=?????????????-=+-?

?dPPRPRdPTVPRPPRSSP

PPig

；若要计算()()1122,,PTHPTH-和()()1122,,PTSPTS-还需要什么性质？ig

PC；其计算式分离是

()()

1122,,PTHPTH-()()[]()()[]()()

[]

()dT

CPPbdT

CbPbPTHTHTHPTHTHPTHTTig

PTTig

Pigigigig?

?

+-=+

-=-+=2

1

2

1

121212111222,,

和

()()

1122,,PTSPTS-()()[]()()[]()()

[]

dT

T

CPPRdTTCPPRPPRPTSPTSPTSPTSPTSPTST

Tig

PTTigPigigigig?

?

+-=++-=-+=21

21

12

0102022202210222lnlnln,,,,,,。

2.对于混合物体系，偏离函数中参考态是与讨论态同温．同组成的抱负气体混合物。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Tc=647.30K；Pc=22.064MPa；ω=0.344

另外，还需要抱负气体等压热容的数据，查附录A-4得到，得到水的抱负气体等压热容是

3925310602.310057.110908.124.32TTTCigP?-?+?+=

为了确定初、终态的相态，因为初．终态的温度均低于Tc，故应查出初、终态温度所对

应的饱和蒸汽压(附录C-1)，P1s=0.02339MPa；P2s=8.581MPa。体系的状态变化如下图所示。

计算式如下

()()

()()()()()()[]

1

211111222221122,,,,THTHRTTHPTHRTRTTHPTHRTPTHPTHig

igigig-+??

????-+??????-=-()()

()()()()()()[]

1

122111122221122,,,,,,,,PTSPTSRPTSPTSRRPTSPTSRPTSPTSig

igigig-+???

?????-+????????-=-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离是()()86782.18,1

111-=-RTTHPTHig和

()()72103.11,,1111-=-R

PTSPTSig；

终态（蒸汽）的标准偏离焓和标准偏离熵分离是()()438752.6,2

222-=-RTTHPTHig和

()()100481.5,,2222-=-R

PTSPTSig；

另外，，得到(

)

1

2.18622

1

-=?

Jmol

dTCTTig

P

和()

?--=2

1

11236.23TTigPKJmoldTTC

所以，本题的结果是(

)

()

111

618.116,1.74805=?-=?KJmolSJmolH

2.（a）分离用PR方程和三参数对应态原理计算，312K的丙烷饱和蒸汽的逸