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?、

h2

?

。

j?molj?mol

?1

解：（1）h1?limh?a?15000

x1?1

h2?limh?b?20000

x2?1

?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

2

2

dhdx1

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

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

2

无限稀释时的偏摩尔焓h1?、h2?为：

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

?

2

x1?0

x2?1

j?molj?mol

-1

h

?

?limh2?lim?b?cx

x2?0

x1?1

21

??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

2

3

dhdx1

?

ddx1

?50?49x

1

?12x1?3x1

23

?

?49?24x1?9x1

2

h1?h??1?x1?

dhdx1

2

3

2

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

1h2?h?x1

dhdx1

2

?

232

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

?50?12x1?6x1

x1?1

x1?1

23

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

2

x2?1

x1?0

3

j?molj?mol

?1

??50

cal?mol

?1

?20.92

?1

(3)

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

x1?0

x2?1

?

?

23

??99

1

cal?mol

?

1

?1

?414.22

j?mol

?

j?mol

?1

h2?limh2?lim50?12x1?6x