化工热力学习题教程文件
化工热力学习题课67章解答.docx
第五、六章习题解答一、填空1 .稳流系统的热力学第一定律的表达式为△/z+gAz + f △/ =g+w$ 2. 流体经节流膨胀过程时，恰变AH = 0, AP < 0, AS > 0；流体经做外功的 绝热可逆膨胀过程时，焙变< 0, AP < 0, AS 二0o4. 流体流经压缩机或膨胀机时，忽略动、位能变化的热力学第一定律可简化为= Q + 流体流经换热器设备吋，忽略动、位能变化的热力学第一定律可简化为△H = Q 。
5. 在所有的热机屮， 卡诺 热机的效率最大。
6. 等爛效率是指：膨胀作功过程，不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程 的作功量Z 比.7•可以采用回热 循环和 再热循环对Rankine 循环进行改进.8. Joule-Thomson 效应系数“丿> 0,说明节流后温度降低 ・9. 相同条件下，做外功的绝热膨胀比节流膨胀的降温程度 大 ・。
（大、小 或相等）10. 吸收式制冷是消耗热能 的制冷循环。
11. 在0.0080MPa 吋，干度为0.7的水蒸气的悄值是一 5.9385 KJ/Kg ・K 。
（已知饱和水的爛值是0.5925KJ/Kg. K,饱和蒸汽的爛值是8.2296 KJ/Kg. K ） 二、判断1. 理想功就是可逆功。
（X ）2. 功可以全部转化为热，热不能自发的全部转化为功。
（V ）3. 理想气体的Joule-Thomson 效应系数"丿>0. （ X ）4. 等爛膨胀效应系数总是大于零.（V ）5. 气体进行等爛膨胀时，对外作功，膨胀后气体的温度总是下降，产生冷效应.3.稳流体系爛平衡方程式为 j out （加心）-AS r6.蒸汽动力循环的热效率越高，做功越大。
（V ）7.制冷循环来的制冷效能系数越大，耗功越少。
（V ）8.爛产生永远不会小于零。
（V ）三、1.在T-S图上用带箭头的线表示物质从几Pi经过仃）绝热可逆膨胀（2）绝热不可逆膨胀过程到P2的过程。
化工热力学 第三章(魏顺安课后习题)
实际态 T、p
真实气体 H、S
1
理想气体 H 、S 基准态 T0、p 0
* 0
3
* 0
2
理想气体 H*、S* 实际态 T、p
1 2 3 因 p 0 1atm, 所 1 0 为 以 2 3
• 气体在基准态下的 H0和S0 是相对值：
e 0.78785 f P 1.5962 MPa
0.23845
普遍化方程
BPc P r Z 1 RTc Tr BPc B 0 B1 RTc
成于勤，毁于惰， 荒于嬉，败于奢
pr 0 1 ln i B B Tr
铁可磨，石可穿， 攻必克，胜必谦
H0 0
S0 0
id R
• 从设计过程可知：
H H0 H H2 H3 nH nH
id
S S0 S S2 S3 nS nS
1cal( 热力学 ) 4.184J
R
• 为方便后面求解，现将摩尔等压热容进行单位换算。
Cp (0.886 5.602 102 T 2.771 105 T 2 5.266 109 T 3 ) 4.184 3.707 0.2344 1.159 10 4 T 2 2.203 10 8 T 3 ( J .mol1 . K 1 ) T
ZRT 0.65500 8.314 410 Vm 0.40806 10 3 m 3 .mol1 p 5471.55 103
V nVm 1 0.40806 103 4.0806 104 m 3
• (2) 求H、S
设计如下热力学过程：
《化工热力学》习题
《化工热力学》习题第二章 流体的p-V-T 关系1. 试推导教材第6页上V an der Waals 方程中的常数a 、b 的计算式。
2. 某气体状态方程式满足 Va b V RT p --= 式中，a 、b 是不为零的常数。
问此气体是否有临界点？若有，试用a 、b 表示；若无，请解释原因。
3. 某气体的p-V-T 行为可用下列状态方程描述： p RT b RT pV ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=θ 式中，b 为常数，θ仅是T 的函数。
证明：此气体的等温压缩系数 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=p RT b RT p RT k θ（提示：等温压缩系数的概念见教材第30页）4. 试从计算精度、应用场合、方程常数的确定三方面对下列状态方程进行比较：V an der Waals 、RK 、SRK 、Virial 、MH 、PR 方程。
5. 由蒸气压方程lg p s = A －B/T 表达物质的偏心因子，其中A 、B 为常数。
6. 试分别用下列方法计算水蒸气在10.3MPa 、643K 下的摩尔体积，并与实验值0.0232m 3/kg 进行比较。
已知水的临界参数及偏心因子为：c T =647.3K, c p =22.05MPa, ω=0.344(1) 理想气体状态方程；(2) 普遍化关系式。
7. 试用三参数普遍化关系估计正丁烷在425.2K 、4.4586MPa 时的压缩因子，并与实验值0.2095进行比较。
8. 试用Pitzer 普遍化压缩因子关系式计算CO 2(1)和丙烷（2）以3.5：6.5（摩尔比）混合而成的混合物在400K 、13.78MPa 下的摩尔体积。
9. 用维里方程估算0.5MPa 、373.15K 时的等摩尔分数的甲烷（1）－乙烷（2）－戊烷（3）混合物的摩尔体积（实验值为5975cm 3/mol ）。
已知373.15K 时的维里系数如下（单位：cm 3/mol ）：B 11＝－20，B 22＝－241，B 33＝－621，B 12＝－75，B 13＝－122，B 23＝－399。
化工热力学第三版课后习题答案
《化工热力学》（第三版）习题参考答案58页第2章2-1 求温度673.15K 、压力4.053MPa 的甲烷气体摩尔体积。
解：（a ）理想气体方程133610381.110053.415.673314.8--⋅⋅⋅=⋅⋅==⇒=molm p RT V RT pV（b ）用R-K 方程① 查表求c T 、c p ；② 计算a 、b ；③ 利用迭代法计算V 。
()()()133113301103896.110381.1--+--+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=+⋅⋅--+=+⋅⋅--=molm V molm V b V V T b V a b p RT V b V V T a b V RT p i i i i i（c ）用PR 方程步骤同（b ），计算结果：1331103893.1--+⋅⋅⋅=molm V i 。
（d ）利用维里截断式2.416.101172.0139.0422.0083.0111rrrr rr rr cc T B T BT p B T p B T p RT Bp RT Bp RTpV Z -=-=⋅⋅+⋅+=⋅+=+==ω查表可计算r p 、r T 、0B 、1B 和Z 由13310391.1--⋅⋅⋅==⇒=molm pZRT V RTpV Z2-2 V=0.5 m 3，耐压2.7 MPa 容器。
规定丙烷在T=400.15K 时，p<1.35MPa 。
求可充丙烷多少千克？解：（a ）用理想气体方程 136948.815.400314.85.01035.10441.0--⋅⋅=⋅⋅⋅⋅==⇒=⇒=molm RTMpV m RT Mm pV nRT pV （b ）用R-K 方程① 查表求c T 、c p ；② 计算a 、b ；③ 利用迭代法计算V 。
()()()13311330110241.210464.2--+--+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=+⋅⋅--+=+⋅⋅--=molm V molm V b V V T b V a b pRT V b V V T a b V RT p i i i i i则可充丙烷质量计算如下：kg M V V M n m i ⋅=⋅⋅=⋅=⋅=-+838.910241.25.00441.031（c ）利用维里截断式：2.416.101172.0139.0422.0083.0111rrrr rr rr cc m T B T BT p B T p B T p RT Bp RTBp RTpV Z -=-=⋅⋅+⋅+=⋅+=+==ω查表可计算r p 、r T 、0B 、1B 和Z 由133610257.21035.115.400314.8916.0--⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⇒=molm V RTpV Z m m则可充丙烷质量计算如下：kg M V V M n m i ⋅=⋅⋅=⋅=⋅=-+77.910257.25.00441.0312-4 V=1.213 m 3，乙醇45.40 kg ，T=500.15K ，求压力。
化工热力学习题 冯新主编第7章习题及答案打印版
第7章 相平衡与化学反应平衡一、是否题1. 在一定温度T (但T <T c )下，纯物质的饱和蒸汽压只可以从诸如Antoine 等蒸汽压方程求得，而不能从已知常数的状态方程（如PR 方程）求出，因为状态方程有三个未知数(P 、V 、T )中，只给定了温度T ，不可能唯一地确定P 和V 。
（错，因为纯物质的饱和蒸汽压代表了汽液平衡时的压力。
由相律可知，纯物质汽液平衡状态时自由度为1，若已知T ，其蒸汽压就确定下来了。
已知常数的状态方程中，虽然有P 、V 、T 三个变量，但有状态方程和汽液平衡准则两个方程，所以，就能计算出一定温度下的蒸汽压。
） 2. 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。
（错） 3. 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。
（错，在共沸点时相同）4. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。
（对）5. 由（1），（2）两组分组成的二元混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为'1'1,y x ，则1'1x x >和1'1y y >。
（错，二元汽液平衡系统的自由度是2，在T ，P 给定的条件下，系统的状态就确定下来了。
） 6. 在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，则11x y >，22x y <。
（错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况）7. 在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，若温度一定，则体系的压力，随着1x 的增大而增大。
（错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的情况）8. 纯物质的汽液平衡常数K 等于1。
（对，因为111==y x ）9. 理想系统的汽液平衡K i 等于1。
化工热力学课后习题
2－17．试分别用（1）van der Waals 方程；（2）RK 方程；（3）RKS 方程计算273.15K 时将CO 2压缩到体积为550.113mol cm -⋅所需要的压力。
实验值为3.090MPa 。
解：从附录三中查得CO 2的临界参数为：c T ＝304.19K ，c p ＝7.382MPa ，ω＝0.228 （1） van der Waals 方程2Vab V RT p --=()()2362222mol m Pa 3655.010382.76419.304314.82764/27-⋅⋅⨯⨯⨯⨯=＝＝c cp T R a 1356mol m 10282.410382.7819.304314.88/--⋅⨯=⨯⨯⨯==c c p RT b 则()MPa 269.3Pa 10269.3101.5503655.01082.42101.55015.273314.8626662＝＝－－＝⨯⨯⨯⨯⨯--=---V a b V RT p 误差％＝％％＝79.5100090.3269.3090.3-⨯-（2） RK 方程)(5.0b V V T ab V RT p +--=()()2-0.5665.225.22mol K m Pa 4599.610382.719.304314.842748.0/42748.0⋅⋅⋅⨯⨯⨯=＝＝c cp TR a 1356mol m 10968.210382.719.304314.808664.0/08664.0--⋅⨯⨯⨯⨯=＝＝c c p RT b ()()MPa138.3Pa 10138.31068.291.550101.55015.2734599.61068.29101.55015.273314.8)(6665.0665.0＝＝＋－－＝⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+--=----b V V T ab V RT p 误差％＝％％＝55.1100090.3138.3090.3-⨯- （3） RKS 方程()()b V V T a b V RT p +--=()()()T p T R T a T a c c αα⋅=⋅=/4278.022 []25.0)1(1)(r T m T -+=α而，()8297.0228.0176.0228.0574.1480.0176.0574.1480.022＝－＝⨯⨯+-+=ωωm则，[]089.119.30415.27318297.01)1(1)(25.025.0＝＝⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+-+=r T m T α()()()()()1362222mol m a 40335.0089.110382.719.304314.842748.0/42748.0-⋅⋅⨯⨯⨯⨯⋅=⋅=P T p T R T a T a c c＝＝αα1356mol m 10968.210382.719.304314.808664.0/08664.0--⋅⨯⨯⨯⨯=＝＝c c p RT b ()()()MPa099.3Pa 10099.31068.291.550101.55040335.01068.29101.55015.273314.866666＝＝＋－－＝⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+--=----b V V T a b V RT p 误差％＝％％＝291.0100090.3099.3090.3-⨯-比较几种方程的计算结果，可见，van der Waals 方程的计算误差最大，RKS 方程的计算精度最好。
化工热力学第三版(完全版)课后习题答案
临界参数 Tc=425.4K, Pc=3.797MPa, ω=0.193
修正的 Rackett 方程常数： α=0.2726, β=0.0003
ln P S 6.8146 2151.63 36.24 T
P S 0.504 MPa
由软件计算知 V sl 103.0193cm3mol 1， V sv 4757.469cm3mol 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。 ）
Wrev PdV
C
ig P
R dT
RT dV
V
a bT cT 2 R dT Rd ln V 0
T
T2 a R
T1
T
b cT dT
R ln V2 V1
0,又 V 2 V1
P1 T2 ,故 P2 T1
a ln T2 b T2 T1 T1
c
T
2 2
T12
2
R ln P2 0 P1
3. 一个 0.057m 3气瓶中贮有的 1MPa 和 294 K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力
33
4. 对于三混合物，展开 PR 方程常数 a的表达式， a
yi y j aii a jj (1 k ij ) =
i1 j 1
y12 a1 y 22a 2 y32 a 3 2 y1 y 2 a1 a2 1 k12 2 y2 y3 a2 a 3 1 k 23 2 y3 y1 a3 a1 1 k31 ，其
(完整word版)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 sT 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()1s r Tr P ω==-- 1.0lg()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 zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭C 。
1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D 。
1y Z xZ 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. *2RMM M =-C. *RMM M =-D 。
*RM 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。
化工热力学习题讲解
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第 五 题
2、单击 之后，得到如下界面：
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第 五 题
然后在stream中勾选mole和mass如下：
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H2 =100kcal/㎏ 根据P2=1.38 ×105Pa，H2=100 kcal/kg，查空气的 T-S图，不可逆绝热膨胀至1.38 here 5Pa时， Add your text in ×10 T2=208K
第 五 题
冷却器的热负荷： 热负荷 Q冷=1×1.005×(111.1-208)=-97.38kJ/s △S氮 =- Q冷/T=1.26kJ/K·s △S空气 不变 △S总= △S氮 + △S空气 =0.653 kJ/K·s
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热负荷 Q₂=100.039kJ/s 熵增 ΔS₂=（ -1.076+0.545 ）+（-3.846+3.976） ×10=0.869kJ/K· s
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第 五 题
解法二：人工计算
解题思路：方案一 空气 节流 1.38×105Pa 6.9×105Pa T2=? 299.85K H1 H 2
第 五 题
再点击进入property sets，选择所需要的物性
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第 五 题
3、选取要用到的物质，并给与合适的ID
化工热力学_Chapter6-7_习题与解答_III_201406
化工热力学chapter67习题与解答iii201406热力学第一定律习题化工热力学习题工程热力学习题化工热力学习题精解基础会计习题与解答数值分析习题解答固体物理学习题解答合同法习题集及解答和声学教程习题解答
化工热力学习题课-III （第六章、第七章） June 13, 2014
第六章 化工过程的能量分析 作业题(1,2)_(May 16 & 23, 2014)
取整个装置为体系，忽略各设备散热损失，且冷凝器出口的冷却水所 携带的㶲通常难以利用，可忽略，则总㶲损：
DK总 Ex5 -Ex6 Ws 4.438 106 0.9731106 1.2152 106 2.250 106 kJ
对废热锅炉作㶲衡算，忽略热损失，又无功交换，Ws=0，其㶲损：
化工热力学习题答案 第一至五、第七章
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__________ A K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833B 1。
987cal/kmol KC 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。
化工热力学_习题集(含答案)
26.从合理用能角度出发，在流体输送过程中，其他条件都相同的情况下，同样物质的高温流体比低温流体流速（）。
A.大B.小
C.相等D.可大可小
27.关于节流膨胀与做外功的绝热膨胀的说法，其中错误的是（）。
A.在相同的条件下，绝热膨胀比节流膨胀产生的温度降大，且制冷量也大；
A．饱和蒸汽B.超临界流体
C.过热蒸汽D.压缩液体
2.T温度下的过热蒸汽的压力p（）。
A.>pS(T)B.<pS(T)
C.=pS(T)D.不能判断
3.偏心因子的定义是根据（）。
A．分子的对称性B.蒸汽压性质
C.分子的极性D.随便选则
4.纯物质的第二Virial系数B（）。
A．仅是T的函数B.仅是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.纯物质p—V图临界等问线上临界点的特性是（）。
A. B.
C. D.
6.对于均相系统， 等于（）。
A.0B.cp/cv
C.RD.
7.一气体符合p=RT/（V-b）的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2，则系统的ΔS为（）
A.RTln[（V2-b）/（V1-b）]B. 0
45.实验室需要配制1500cm3的防冻液，它含30％（mol%）的甲醇（1）和70％的H2O（2）。试求需要多少体积的25℃时的甲醇和水混合。已知甲醇和水在25℃、30％（mol%）的甲醇的偏摩尔体积： ，
25℃下纯物质的体积： ，
46.二元气体混合物的 和 。求 。
三、填空题2
47.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为（）和（）。
48.对于纯物质，一定温度下的泡点与露点。在p-T图上是（）的（重叠/分开），而在p-V图上是（）的（重叠/分开）。
化工热力学习题教程文件
化⼯热⼒学习题教程⽂件化⼯热⼒学习题2-1 使⽤下述三种⽅法计算1kmol 的甲烷贮存在容积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中所产⽣的压⼒是多少？（1）理想⽓体⽅程；（2）Redlich-Kwong ⽅程；（3）普遍化关系式。
2-2 欲将25kg ，289K 的⼄烯装⼊0.1m 3的刚性容器中，试问需加多⼤压⼒？ 2-3 分别使⽤理想⽓体⽅程和Pitzer 普遍化⽅法，计算510K ，2.5MPa 下正丁烷的摩尔体积。
已知实验值为1480.7cm 3·mol -1.2-4 试⽤下列⽅法求算473K ，1MPa 时甲醇蒸⽓的Z 值和V 值：（1）三项截尾维⾥⽅程式（2-6），式中第⼆、第三维⾥系数的实验值为： B = -219cm 3·mol -1 C = -17300 cm 6·mol -2（2） Redlich-Kwong ⽅程；（3）普遍化维⾥系数法。
2-5 某⽓体的p v T ⾏为可⽤下述在状态⽅程式来描述：p RT b RT pV ??-+=θ式中b 为常数，θ只是T 的函数。
试证明此⽓体的等温压缩系数Tp V V k-=1的关系式为 ???-+=p RT b RT p RTk θ2-6 试计算含有30%（摩尔）氮⽓（1）和70%（摩尔）正丁烷（2）的⽓体混合物7g ，在188℃和6.888MPa 条件下的体积。
已知：B 11=14 cm 3·mol -1, B 22= -265 cm 3·mol -1, B 12= -9.5 cm 3·mol -1。
2-7分别使⽤下述⽅法计算171℃，13.78MPa 下⼆氧化碳和丙烷的等分⼦混合物的摩尔体积。
已知实验值为0.199m 3·kmol -1（1）普遍化压缩因⼦关系式；（2）Redlich-Kwong ⽅程。
2-8 有⼀⽓体的状态⽅程式Vab V RT p --=，a 及b 是不为零的常数，则此⽓体是否有临界点呢？如果有，⽤a 、b 表⽰。
化工热力学(陈钟秀第三版)课后习题及答案
第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。
解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2) R-K 方程 ∴()0.5RT aPV b T V V b =--+=19.04MPa (3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695rc T T === 124.6 1.259r c V V V ===＜2∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+∵ c r ZRTPP P V == ∴ c r PVZ P RT=迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.4623 01ZZ Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。
∴ P=19.22MPa2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。
已知实验值为1480.7cm 3/mol 。
解：查附录二得正丁烷的临界参数：T c =425.2K P c =3.800MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.193 （1）理想气体方程V=RT/P =8.314×510/2.5×106=1.696×10-3m 3/mol误差：1.696 1.4807100%14.54%1.4807-⨯=（2）Pitzer 普遍化关系式 对比参数：510 1.199rc T T === 2.50.6579r c P P P ===—普维法∴ 01.6 1.60.4220.4220.0830.0830.23261.199r B T =-=-=- 01ccBP B B RT ω=+=-0.2326+0.193×0.05874=-0.221311c r c rBP BP PZ RT RT T =+=+=1-0.2213×0.6579/1.199=0.8786∴ PV=ZRT→V= ZRT/P=0.8786×8.314×510/2.5×106=1.49×10-3m 3/mol 误差：1.49 1.4807100%0.63%1.4807-⨯=2-3.生产半水煤气时，煤气发生炉在吹风阶段的某种情况下，76%（摩尔分数）的碳生成二氧化碳，其余的生成一氧化碳。
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化工热力学习题2-1 使用下述三种方法计算1kmol 的甲烷贮存在容积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中所产生的压力是多少？ （1）理想气体方程； （2）Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化关系式。
2-2 欲将25kg ，289K 的乙烯装入0.1m 3的刚性容器中，试问需加多大压力？ 2-3 分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化方法，计算510K ，2.5MPa 下正丁烷的摩尔体积。
已知实验值为1480.7cm 3·mol -1.2-4 试用下列方法求算473K ，1MPa 时甲醇蒸气的Z 值和V 值：（1）三项截尾维里方程式（2-6），式中第二、第三维里系数的实验值为： B = -219cm 3·mol -1 C = -17300 cm 6·mol -2（2） Redlich-Kwong 方程； （3）普遍化维里系数法。
2-5 某气体的p v T 行为可用下述在状态方程式来描述：p RT b RT pV ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=θ式中b 为常数，θ只是T 的函数。
试证明此气体的等温压缩系数Tp V V k ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=1的关系式为 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=p RT b RT p RTk θ2-6 试计算含有30%（摩尔）氮气（1）和70%（摩尔）正丁烷（2）的气体混合物7g ，在188℃和6.888MPa 条件下的体积。
已知：B 11=14 cm 3·mol -1, B 22= -265 cm 3·mol -1, B 12= -9.5 cm 3·mol -1。
2-7分别使用下述方法计算171℃，13.78MPa 下二氧化碳和丙烷的等分子混合物的摩尔体积。
已知实验值为0.199m 3·kmol -1 （1）普遍化压缩因子关系式； （2）Redlich-Kwong 方程。
2-8 有一气体的状态方程式Vab V RT p --=，a 及b 是不为零的常数，则此气体是否有临界点呢？如果有，用a 、b 表示。
如果没有，解释为什么没有。
2-9 在体积为58.75ml 的容器中，装有组成为66.9%（摩尔比）H 2和33.1%CH 4混合气1mol 。
若气体温度为273K,试求混合气体的压力。
2-10 液氨在-153℃和2.537MPa 条件下的密度为600kg ·m -3,试用Lyderson 的普遍化方法计算在-168℃和1.084MPa 下的密度。
2-11 试编制下列电子计算机程序：（1）用R —K 方程求纯物质的饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积；（2）采用Prausnitz 提出的混合规则和R —K 方程求混合气体的摩尔体积。
3-1 试推导方程p T p T V U VT -⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂式中T 、V 为独立变量。
3-2 一理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa ，温度为366K ，反抗一恒定的外压力3.45MPa 而等温膨胀，直到两倍于其初始容积为止，试计算此过程之ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 、⎰TdS 、⎰pdV 、Q 和W 。
3-3假定氮气服从理想气体定律，试计算1kmol 氮气在温度为500℃，压力为10.13MPa 下的内能、焓、熵、V C 、p C 和自由焓之值。
已知： （1）在0.1013MPa 时氮的p C 与温度的关系为： T C p 004187.022.27+= J ·mol -1·K -1 （2）假定在0 ℃及0.1013MPa 时氮的焓为零；（3）在25℃及0.1013MPa 时氮的熵为191.76 J ·mol -1·K -1。
3-4 试证明由Van der Waals 方程推得的剩余焓，熵的计算表达式分别为：Va pV RT H R -+-= RTb V p R S R )(ln -=提示：Vdp =d(pV)- pdVdV T p dp T V Vp ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (T 一定)3-5 将10kg 水在100℃、0.1013MPa 的恒定压力下气化，试计算此过程ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 之值。
3-7 试用普遍化方法计算丙烷气体从378K 、0.507MPa 的初态到463K 、2.535MPa 的终态时过程的ΔH 、ΔS 值。
已知丙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容为 T C p 1775.099.22+=* 始终T 用K 表示，*p C 用J ·mol -1·K -1表示。
3-8 试估算93℃、2.02MPa 条件下，1mol 乙烷的体积、焓、熵与内能。
设0.1013MPa ，-18 ℃时乙烷的焓、熵为零。
已知乙烷在理想气体状态下的摩尔恒压热容26310358.7310304.239083.10T T C p --*⨯-⨯+= J ·mol -1·K -13-9 试用普遍化关系求算1-丁烯在473K 积7.0MPa 下的逸度。
3-10 试估算正丁烷在393K 、4.0MPa 下的逸度。
在393K 时，正丁烷的饱和蒸气压为2.238MPa ，其饱和液体的摩尔体积为137cm 3·mol -1。
3-11 260℃、1.0336MPa 的过热蒸气通过喷嘴膨胀，出口压力为0.2067MPa,如果过程为可逆绝热且达到平衡，试问蒸气在喷嘴出口的状态如何？3-12 有人用A 和B 两股水蒸气通过绝热混合获得0.5MPa 的饱和蒸气，其中A 股是干度为98%的是蒸气，压力为0.5MPa ，流量为1kg ·s -1；而B 股是473.15K ，0.5MPa 的过热蒸气，试求B 股过热蒸气的流量该为多少？ 3-13 在T -S 图上描述下列过程的特点及画出所经途径： （1）饱和液体的连续节流；（2）将过热蒸气定压冷凝为过冷液体； （3）饱和蒸气的可逆绝热压缩； （4）处于p 1,T 1的过热蒸气的绝热节流； （5）出于某压力p 下饱和液体的绝热节流； （6）定容加热饱和蒸气； （7）定容加热饱和液体；4-1 某二组元液体混合物在固定T 及p 下的焓可用下式表示： H =400x 1+600x 2+x 1x 2(40x 1+x 2)式中H 单位为J ·mol -1。
试确定在该温度、压力状态下（1） 用x 1表示的1H 和2H ； （2） 纯组分焓H 1和H 2的数值；（3） 无限稀释下液体的偏摩尔焓∞1H 和∞2H 的数值。
4-2 在固定T 、P 下，某二元液体混合物的摩尔体积为： V =90x 1+50x 2+(6x 1+9x 2)x 1x 2式中V 的单位为cm 3·mol -1。
试确定在该温度、压力状态下（1） 用x 1表示的1V 和2V ；（2） 无限稀释下液体的偏摩尔体积∞1V 和∞2V 的值，根据（1）所导出的方程式及V ，计算1V 、2V 和V 值，然后对x 1作图，标出V 1、V 2、∞1V 和∞2V 之点。
4-3 试推导服从Van der Waals 方程的气体的逸度表达式。
4-4 试计算甲乙酮（1）和甲苯（2）的等分子混合物在323K 和2.5х104 Pa 下的1ˆφ、2ˆφ和f 。
4-5 式l iv i f f ˆˆ=为气-液两相平衡的一个基本限制，试问平衡时下式是否成立： lv f f =也就是说，当混合系处于平衡时其气相混合物的逸度是否等于液相混合物的逸度？ 4-6 环己烷（1）和四氯化碳（2）所组成的二元溶液，在1.013х10 5 Pa 、333K 时的摩尔体积值如下表所示：试由上述数据，确定给定温度及压力下的（1）V 1; (2)V 2; (3) ∞1V ;(4) ∞2V ; 再由以上数据，分别用下列四个标准状态，求出ΔV ，并给出ΔV 对x 1的曲线：（5）组分1，2均用Lewis-Randall 规则标准状态；（6）组分1，2均用Henry 定律标准态；（7）组分1用Lewis-Randall 规则标准状态，组分2用Henry 定律标准态；（8）组分1用Henry 定律标准态，组分2用Lewis-Randall 规则标准状态。
上述四个标准状态，意指不同类型的理想溶液。
试问对组分1的稀溶液来说，哪一个能更好的表示实际的体积变化？对组分1的浓溶液呢？4-7 在一固定的T ，p 下，测的某二元体系的活度系数值可用下列方程表示：1ln γ=)3(212222x x x x -+βα (a) )3(ln 2121212x x x x -+=βαγ (b)试求出RTG E的表达式；并问(a)、(b)是否满足Gibbs-Duhem 方程？若用(c)、(d)方程式)(ln 221bx a x +=γ (c) )(ln 112bx a x +=γ (d)表示该二元体系的活度系数值时，则是否也满足Gibbs-Duhem 方程？ 4-8 在473K 、5MPa 下两气体混合物的逸度系数可用下式表示： )1(ln 221y y y +=φ式中1y 、2y 为组分1和2的摩尔分率，试求1ˆf 、2ˆf 的表达式，并求出当1y =2y =0.5时1ˆf 、2ˆf 各为多少？4-9 在一定温度和压力下，测得某二元体系的活度系数方成为)25.0(ln 1221x x +=γ )25.1(ln 2212x x -=γ试问上述方程式是否满足Gibbs-Duhem 方程？4-10 试应用UNIFAC 基团贡献法计算丙酮（1）—正戊烷（2）二元体系在T ＝307K 和047.01=x 时的活度系数1γ和2γ。
已知实测的活度系数值为41.41=γ和11.12=γ5-1 设有一台锅炉，水流入锅炉时之焓为62.7 kJ ·kg -1,蒸汽流出时的焓为2717 kJ ·kg -1,锅炉效率为70%，每千克煤可发生29260kJ 的热量，锅炉蒸发量为4.5 t ·h -1，试计算每小时的煤消耗量？5-2 水流过一个水平安装的蛇管式加热器，用蒸气加热，蒸气在蛇管外侧冷凝成水。
进、出口处水的各参数如下：试求对每kg 水应供给多少热量？5-3 一台透平机每小时消耗水蒸气4540kg 。
水蒸气在4.482MPa 、728K 下以61m ·s -1的速度进入机内，出口管道比进口管道低3m ，排气速度366m ·s -1。
透平机产生的轴功为703.2 kW ，热损失为1.055×105 kJ ·h -1。
乏气中的一部分经节流阀降压至大气压力，节流阀前后的速度变化可忽略不计。
试求经节流阀后水蒸气的温度及其过热度。