化工热力学部分答案

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化工热力学第三版(完全版)课后习题答案

化工热力学第三版(完全版)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⎰=21T T V dT C U ∆;同样,对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T 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 igP ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,错误!未找到引用源。

U =()1121T PPR C igP ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--,错误!未找到引用源。

H = 1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。

B 等温过程的 W =21lnP P RT -,Q =21ln P PRT ,错误!未找到引用源。

U = 0 ,错误!未找到引用源。

H = 0 。

C 绝热过程的 W =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211igPC RigPP P R V P R C ,Q = 0 ,错误!未找到引用源。

(完整)化工热力学答案(第三版)

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化工热力学课后答案(第三版)陈钟秀编著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2 2.52 2.560.5268.314190.60.427480.42748 3.2224.610c c R T a Pa m K mol P -⨯===⋅⋅⋅⨯ 53168.314190.60.086640.08664 2.985104.610c c RT b m mol P --⨯===⨯⋅⨯ ∴()0.5RT a P V b T V V b =--+ ()()50.5558.314323.15 3.22212.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---⨯=--⨯⨯⨯+⨯ =19.04MPa(3) 普遍化关系式323.15190.6 1.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===<2∴利用普压法计算,01Z Z Z ω=+ ∵ c r ZRTP P P V ==∴ c r PVZ P RT=654.61012.46100.21338.314323.15cr r r PV Z P P 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。

462301Z Z Z ω=+=0。

8938+0.008×0。

化工热力学(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年中国石油大学(华东)

化工热力学(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年中国石油大学(华东)

第一章测试1.热力学起源于热功及物理学科。

()A:错B:对答案:B2.热力学的四个基本定律不包括()。

A:热力学第零定律B:动量传递定律C:热力学第一定律D:热力学第三定律答案:B3.化工热力学是化学工程学科重要的专业基础课和核心课程。

()A:错B:对答案:B4.热力学定律具有普遍性,不但能解决生产实际的问题,还能用于宇宙问题的研究。

()A:对B:错答案:A5.经典热力学原理本身不能独立地解决实际问题,而需要与表达系统特征的模型相结合。

()A:错B:对答案:B6.计算机的应用,深化和拓宽了化工热力学的研究范畴,促进了化工热力学学科的发展,也更充分地发挥了热力学理论在化学工程中的作用。

()A:错B:对答案:B7.化工热力学的主要任务是研究物质和能量有效利用的极限,给出可能性、方向和限度的判断,能预测其推动力并给出过程变化的速率。

()A:错B:对答案:A8.化工热力学中着重研究热力学函数在工程中的应用,不包括()。

A:Gibbs自由能B:焓C:熵答案:D9.化工热力学在研究实际问题时,通常将实际过程变成“理想模型+校正”的处理问题方法,即共性加个性的方法。

理想模型不包括()。

A:理想溶液B:活度系数C:理想气体D:可逆过程答案:B10.()不属于经典热力学。

A:化学热力学B:统计热力学C:工程热力学D:化工热力学答案:B第二章测试1.流体的p、V、T是物质最基本的性质之一,是研究热力学的基础,而且流体的p、V、T是可以直接测量的性质。

()A:对B:错答案:A2.纯物质p-V图上,临界等温线在临界点处的曲率等于()。

A:1B:0C:不确定答案:B3.某压力下的纯物质,当温度高于该压力下的饱和温度时,物质的状态为()。

A:液体B:饱和蒸汽C:超临界流体D:过热蒸汽答案:D4.在p→0或者V→∞时,任何的状态方程都还原为理想气体方程。

()A:错B:对答案:B5.RK方程能成功地用于气相 p-V-T 关系的计算,但应用于液相效果较差,不能预测饱和蒸汽压和汽液平衡。

化工热力学第五版习题答案

化工热力学第五版习题答案

化工热力学第五版习题答案化工热力学第五版习题答案化工热力学是化学工程专业中的重要课程之一,它研究的是物质在化学反应和相变过程中的能量转化和热力学性质。

通过学习热力学,我们可以了解化学反应的热效应、物质的相变规律以及反应条件对反应速率的影响。

在化工生产中,热力学的应用非常广泛,可以帮助工程师设计高效的反应器、优化能量利用以及预测化学反应的平衡状态等。

为了帮助学生更好地掌握化工热力学的知识,化工热力学第五版提供了大量的习题。

下面是一些习题的答案,供大家参考。

1. 习题:计算氨气在298K和1 atm下的标准生成焓。

答案:根据热力学第一定律,氨气的标准生成焓可以通过其标准生成反应的焓变来计算。

标准生成反应为:N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)根据反应物和生成物的摩尔数系数,可以得到氨气的标准生成焓为-92.4 kJ/mol。

2. 习题:计算乙醇在298K和1 atm下的标准生成焓。

答案:乙醇的标准生成焓可以通过其标准生成反应的焓变来计算。

标准生成反应为:C2H5OH(l) → C2H5OH(g)根据反应物和生成物的摩尔数系数,可以得到乙醇的标准生成焓为-277.7kJ/mol。

3. 习题:计算水在298K和1 atm下的标准生成焓。

答案:水的标准生成焓可以通过其标准生成反应的焓变来计算。

标准生成反应为:H2(g) + 0.5O2(g) → H2O(l)根据反应物和生成物的摩尔数系数,可以得到水的标准生成焓为-285.8 kJ/mol。

4. 习题:计算二氧化碳在298K和1 atm下的标准生成焓。

答案:二氧化碳的标准生成焓可以通过其标准生成反应的焓变来计算。

标准生成反应为:C(s) + O2(g) → CO2(g)根据反应物和生成物的摩尔数系数,可以得到二氧化碳的标准生成焓为-393.5kJ/mol。

5. 习题:计算硫酸在298K和1 atm下的标准生成焓。

答案:硫酸的标准生成焓可以通过其标准生成反应的焓变来计算。

化工热力学试题及答案

化工热力学试题及答案

化工热力学试题及答案一、选择题1. 热力学是研究物质宏观的()性质和()关系的科学。

A. 动态,运动B. 静态,运动C. 静态,平衡D. 动态,平衡答案:C2. 热力学第零定律主要阐述了()。

A. 内能的存在B. 平衡状态的特点C. 熵的增加D. 热量传递答案:B3. 对于孤立系统来说,其熵不断()。

A. 增加B. 减少C. 变化D. 维持不变答案:A4. 以下哪个是热力学第一定律?A. 能量守恒定律B. 熵增定律C. 熵减定律D. 完全合成反应律答案:A5. 热力学第二定律主要阐述了()。

A. 熵的增加B. 熵的减少C. 热能转化效率D. 内能的转化答案:A二、问答题1. 请简要解释热力学第一定律的内容。

答案:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明能量在系统中的总量是守恒的。

即在一个孤立系统中,能量的增加(或减少)等于对外界做功与系统吸热之和,即ΔU = Q - W。

其中,ΔU代表系统内能的变化,Q代表吸热,W代表对外界做功。

2. 什么是熵?简要解释熵增定律。

答案:熵是系统混乱程度的度量,也可以理解为系统的无序程度。

熵增定律是热力学第二定律的核心表述,它指出孤立系统的熵总是不断增加的。

即系统的无序状态总是向更加无序的方向发展。

这个过程是不可逆的,熵增定律体现了自然界的不可逆性。

三、计算题1. 一个物质在常压下从298K变为328K,该物质对外界吸收了1000J的热量,求该物质的热容。

解答:根据热容的定义,热容C等于物质吸收的热量Q与温度变化ΔT的比值。

即C = Q / ΔT。

根据题目所给的数据,Q = 1000J,ΔT = 328K - 298K = 30K。

将数据代入公式计算得到热容C = 1000J / 30K = 33.33 J/K。

2. 已知某化学反应的焓变为-300 kJ/mol。

如果该反应的摩尔物质数量为2 mol,求该反应的总焓变。

解答:总焓变等于摩尔焓变乘以物质的摩尔物质数量。

化工热力学答案(完整资料).doc

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化工热力学答案(完整资料).doc【最新整理,下载后即可编辑】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 cR T a p ==2 2.560.42748(8.314)(190.6)4.610=3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -20.0867c c RT b p ==60.08678.314190.64.610=2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式(2-6)4.053×106=58.3146732.98710V -?-?-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 3.53190.6r 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 1B 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)010.02690.0080.1380.0281BPcB B RT cω=+=+?= 由式(2-42)得Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RT c Tr=+=+?=V =1.390×10-3 m 3·mol -12.2试分别用(1)Van der Waals,(2)R-K ,(3)S-R-K 方程计算273.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3·mol -1所需要的压力。

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

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"VT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讣、安全操作和科学研究必不可少的基础数据。

(I)流体的PVT关系可以直接用于设汁。

(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)。

只要有了旷/T关系加上理想气体的C;;, 可以解决化工热力学的大多数问题匚以及该区域的特征:同时指岀其它重要的点、2- 2 ⅛ P-V图上指出超临界萃取技术所处的区域,而以及它们的特征。

【参考答案】:1)超临界流体区的特征是:环、P>Pco2)临界点C的数学特征:(^PM Z)/ =° (在C点)($2p/刃2)・0 (在C点)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:给左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:给左压力下蒸气的温度髙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7;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?你认为哪些是决左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7∖ P有关,而且与每个气体的临界特性有关,即最本质的因素是对比温度、对比压力以及偏心因子7;, /和Q。

2-5偏心因子的概念是什么?为什么要提出这个槪念?它可以直接测呈:吗?【参考答案】:偏心因子。

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(氮,氟、毎)在形状和极性方而的偏心度。

为了提高计算复杂分子压缩因子的准确度。

化工热力学课后答案

化工热力学课后答案

化工热力学课后答案(填空、判断、画图)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⎰=21T T V dT C U ∆;同样,对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T 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igP 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 igP⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,U =()1121T PP R C igP⎪⎪⎭⎫⎝⎛--,H =1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。

B 等温过程的 W =21lnP P RT -,Q =21ln P PRT ,U = 0 ,H = 0 。

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。

化工热力学课后答案完整版

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.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V id为V id RT8.314(400273.15) 1.381 103m3mol 1p 4.053106(2)用 RK 方程求摩尔体积将RK 方程稍加变形,可写为V RT a(V b)b(E1)p T 0.5 pV (V b)其中0.42748R2T c2.5ap c0.08664 RT cbp c从附表 1 查得甲烷的临界温度和压力分别为T c=190.6K,p c=4.60MPa,将它们代入a, b 表达式得a0.42748 8.3142 190.62.5 3.2217m 6 Pa mol -2 K 0.54.60106b0.086648.314190.6 2.9846 10 5 m3 mol 14.60106以理想气体状态方程求得的V id为初值,代入式( E1)中迭代求解,第一次迭代得到V1值为V18.314673.15 2.984610 54.053106.3.2217 (1.381 100.56673.15 4.053 10 1.381 103 2.9846 10 5 )3(1.381 10 3 2.984610 5 )1.38110 32.984610 5 2.124610 51.3896331 10m mol第二次迭代得 V2为V2 1.381103 2.98461053.2217(1.389610 3 2.984610 5)673.15 0.5 4.05310 61.389610 3(1.389610 3 2.984610 5)1.38110 32.984610 5 2.112010 51.389710 3 m3 mol1V1和 V2已经相差很小,可终止迭代。

化工热力学课后部分习题答案

化工热力学课后部分习题答案

2-3.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 sr Tp 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 -=sr 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。

2-4.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。

2-5.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。

3-1 思考下列说法是否正确① 当系统压力趋于零时,()()0,,≡-p T Mp T M ig(M 为广延热力学性质)。

(F ) ② 理想气体的H 、S 、G 仅是温度的函数。

(F ) ③ 若()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=00ln p p R S S A ig,则A 的值与参考态压力0p 无关。

(T ) ④ 对于任何均相物质,焓与热力学能的关系都符合H >U 。

(T ) ⑤ 对于一定量的水,压力越高,蒸发所吸收的热量就越少。

(T ) 3-2 推导下列关系式:V T T p V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ p T p T V U VT -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂()2RT H T RT G p ∆∆-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ ()RTV p RT G T ∆∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ 证明:(1)根据热力学基本方程 V p T S A d d d --= (a)因为A 是状态函数,所以有全微分:V V A T T A A TV d d d ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= (b) 比较(a)和(b)得: p V A S T A TV -=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂, 由全微分性质得:V V T T p T T p p A T T A p V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-即 VT T p V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂(2)由热力学基本方程 V p S T U d d d -= 将上式两边在恒定的温度T 下同除以的d V 得:p V S T V U TT -⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂由(1)已经证明VT T p V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 则 p T p T V U VT -⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂(3)由热力学基本方程 p V T S G d d d +-= 当压力恒定时 SdT dG -=由Gibbs 自由能定义式得 S T H G ∆∆∆-=()()()222T H T S T H S T T GT GTT T G p∆∆∆∆∆∆∆-=---⋅=-∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂等式两边同乘以R 得()2RT H T RT G p∆∆-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂(4)当温度恒定时Vdp dG =()T V p T G T ∆∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ 所以 ()RTVp RT G T ∆∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂ 3-4 计算氯气从状态1(300K 、1.013×105Pa )到状态2( 500K 、1.013×107Pa )变化过程的摩尔焓变。

《化工热力学》详细课后习题答案陈新志

《化工热力学》详细课后习题答案陈新志

《化⼯热⼒学》详细课后习题答案陈新志2习题第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。

和,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,,,,故体系将在T ,2V ,0.5P 状态下达到平衡,,,)2. 封闭体系的体积为⼀常数。

(错)3. 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)4. 理想⽓体的焓和热容仅是温度的函数。

(对)5. 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。

)6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质,但是状态⽅程 P=P (T ,V )的⾃变量中只有⼀个强度性质,所以,这与相律有⽭盾。

(错。

V 也是强度性质)7. 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、终态压⼒相等的过程有。

(对。

状态函数的变化仅决定于初、终态与途径⽆关。

)8. 描述封闭体系中理想⽓体绝热可逆途径的⽅程是(其中),⽽⼀位学⽣认为这是状态函数间的关系,与途径⽆关,所以不需要可逆的条件。

(错。

)9. 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) 10. ⾃变量与独⽴变量是不可能相同的。

(错。

有时可以⼀致)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. 封闭体系中,温度是T 的1mol 理想⽓体从(P ,V )等温可逆地膨胀到(P ,V ),则所做的功为i i f f(以V 表⽰)或(以P 表⽰)。

4. 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,则m ,温度为和⽔。

化工热力学习题答案 第一至五、第七章

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 cB 。

临界温度和临界压力下C 。

低于T c 和高于P cD 。

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。

化工热力学习题参考答案 第三版

化工热力学习题参考答案 第三版

化工热力学习题参考答案第三版化工热力学习题参考答案第三版化工热力学习题参考答案(第三版)第二章p582-1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 pv rt v8.314673.154.053101.38110(b)用r-k方程①换算谋tc、pc;②排序a、b;③利用迭代法排序v。

rtv brtpat v v ba vib t vi vi b m molv0 1.38110vi1 1.389610(c)用pr方程步骤同(b),计算结果:vi1(d)利用维里截断式bprt0.422tr1.3893100.0830.1390.172tr换算可以排序pr、tr、b0、b1和z由z1.391102-2v=0.5m3,耐压2.7mpa容器。

规定丙烷在t=400.15k时,p0.0441 1.35108.314400.158.948m(b)用r-k方程①查表求tc、pc;②计算a、b;③利用迭代法计算v。

rtv brtpat v v ba vib t vi vi b mv0 2.46410vi1 2.24110则可充丙烷质量计算如下:0.04410.52.241109.838kg(c)利用维里切断式:0.0830.422tr0.1390.172tr查表可计算pr、tr、b0、b1和z由z0.9168.314400.151.35102.25710则可充丙烷质量计算如下:0.04410.52.257109.77kg2-4v=1.213m3,乙醇45.40kg,t=500.15k,谋压力。

求解:(a)理想气体状态方程45.40468.314500.153.383mpa(b)用r-k方程0.42748r tc0.08664r tca28.039rtvm bvnt vm vm b1.229m1.21345.40/46p 2.759mpa(c)用srk方程计算(d)用pr方程排序(e)用三参数普遍化关联mmvnpvrt45.4461.2130.98710.987kmol 1.229mbprtvm z bpkmolrt0.361,b0.057,0.635b0.267p2.779mpa2-6求解:(1)将rk方程普遍化,可知原书中的(2-20c)和(2-20d),即为4.9340tr0.08664pr式(e2)的右边的z以1为初值代入进行迭代,直至得到一收敛的z值。

化工热力学试题及答案

化工热力学试题及答案

化工热力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工热力学中,下列哪种物质的焓变是正值?A. 冰融化成水B. 氢气燃烧C. 铁的氧化D. 水蒸发答案:B2. 绝对零度是:A. -273.15℃B. 0℃C. 273.15℃D. 100℃答案:A3. 根据热力学第一定律,下列哪种情况下系统内能不变?A. 系统对外做功B. 系统吸收热量C. 系统与外界无能量交换D. 系统对外做功且吸收热量答案:C4. 热力学第二定律表述的是:A. 能量守恒B. 热能自发地从高温物体传递到低温物体C. 热能自发地从低温物体传递到高温物体D. 系统熵总是增加的答案:D5. 熵是热力学中用来描述的物理量:A. 能量B. 温度C. 混乱度D. 压力答案:C6. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关?A. 工作介质B. 工作温度C. 环境温度D. 所有选项答案:D7. 理想气体的内能仅与温度有关,这是因为:A. 理想气体分子间没有相互作用力B. 理想气体分子间有相互作用力C. 理想气体分子间有相互作用力,但可以忽略D. 理想气体分子间没有相互作用力,但可以忽略答案:A8. 根据理想气体状态方程,下列哪种情况下气体体积不变?A. 温度增加,压力增加B. 温度不变,压力增加C. 温度增加,压力不变D. 温度增加,压力减少答案:B9. 范德华方程修正了理想气体方程的哪一点?A. 分子间无相互作用力B. 分子间有相互作用力C. 分子间有相互作用力,但可以忽略D. 分子体积可以忽略答案:B10. 热力学第三定律表述的是:A. 绝对零度不可达到B. 绝对零度可以轻易达到C. 熵在绝对零度时为零D. 熵在绝对零度时为常数答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律可以表示为:能量守恒定律,即 _______。

答案:ΔU = Q - W2. 绝对零度是温度的下限,其值为 _______。

答案:-273.15℃3. 热力学第二定律的开尔文表述是:不可能从单一热源吸热使之完全转化为 _______ 而不产生其他效果。

化工热力学(期末考试及答案)

化工热力学(期末考试及答案)

化工热力学(答案在最后一页)一、单选题1.纯物质的第二virial系数B()(A)仅是T的区数(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区数2. 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的区数(C)偏摩尔性质是强度性质(D)强度性质无偏摩尔量3. Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。

以下说法不正确的是()(A)适用于极性以及缔合体系(B)不适用于液液部分互溶体系(C)提出了局部摩尔分率的新概念(D)它的超额自由焓模型是根据正规溶液为基础的4.气体经过稳流绝热过程,对外作功,如忽略动能和位能变化,无摩擦损失,则此过程气体焓值()(A)增加(B)减少(C)不变(D)不能确定5.要加热50℃的水,从热力学角度,用以下哪一种热源,损失功最小()(A)60°℃的热水(B)80℃的热水(C)100℃的饱和蒸汽(D)120℃的过热蒸汽6.对同一朗肯循环装置如果提高蒸汽的过热度,则其热效率().(A)有所提高,乏气干度下降(B)不变,乏气干度蜡加(C)有所提高,乏气干度增加(D)热效率和干度都不变7.对同一朗肯循环装置,如果提高汽轮机进汽压力,但温度等其余条件不变,则其热效率()(A)有所提高,乏气干度下降(B)不变,乏气干度增加(C)有所提高,乏气干度增加(D)热效率和干虚都不变8.作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机)中抽出部分蒸汽去()(A)锅炉加热锅炉进水(B)回热加热器加热锅炉进水(C)冷凝器加热冷凝水(D)过热器再加热9.某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变,比原冷凝压力下的饱和温度低了5度,则制冷循环()(A)冷量增加,功耗不变(B)冷量不变,功耗减少(C)冷量减少,功耗减小(D)冷量增加,功耗增加10.关于做功和加热本领的描述,不正确的是()(A)压力相同,过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。

化工热力学第四版习题答案

化工热力学第四版习题答案

化工热力学第四版习题答案化工热力学第四版习题答案化工热力学是化工专业的一门重要课程,它研究的是化学反应与热力学之间的关系。

对于学习者来说,习题是检验自己对知识掌握程度的重要途径。

本文将为大家提供化工热力学第四版习题的答案,希望能够帮助大家更好地理解和应用热力学知识。

第一章:热力学基础1. 根据热力学第一定律,能量守恒定律,热力学第二定律,能量守恒定律,热力学第三定律,熵增定律,热力学方程等基本原理,回答以下问题:a) 什么是热力学第一定律?它表达了什么物理规律?答:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明能量在物理系统中的转化是相互转化的,能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,只能从一种形式转化为另一种形式。

b) 什么是热力学第二定律?它表达了什么物理规律?答:热力学第二定律,也称为熵增定律,表明在孤立系统中,熵总是增加的。

熵可以理解为系统的无序程度,熵增定律说明了自然界中的过程总是趋向于无序化。

c) 什么是热力学第三定律?它表达了什么物理规律?答:热力学第三定律,也称为绝对零度定律,表明在绝对零度(0K)下,所有物质的熵为零。

这个定律为热力学提供了一个参考点,使得我们可以计算其他温度下的熵变。

d) 什么是热力学方程?它有哪些基本形式?答:热力学方程是用来描述热力学系统性质的方程。

常见的热力学方程有理想气体状态方程、麦克斯韦关系等。

理想气体状态方程可以表示为PV=nRT,其中P为压力,V为体积,n为物质的物质量,R为气体常数,T为温度。

第二章:热力学函数2. 根据热力学函数的定义和性质,计算以下问题:a) 已知某物质的焓变为ΔH=100kJ,温度变化为ΔT=50℃,求该物质的热容。

答:根据热容的定义,热容C=ΔH/ΔT=100kJ/50℃=2kJ/℃。

b) 已知某化学反应的熵变为ΔS=200J/K,温度变化为ΔT=20K,求该反应的熵变。

答:根据熵变的定义,熵变ΔS=ΔQ/ΔT=200J/20K=10J/K。

化工热力学考试题和答案

化工热力学考试题和答案

化工热力学考试题和答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工热力学中,下列哪个参数是状态函数?A. 热量B. 功C. 焓D. 熵答案:C2. 理想气体的内能仅与下列哪个参数有关?A. 压力B. 体积C. 温度D. 摩尔数答案:C3. 根据热力学第二定律,下列哪个过程是不可能发生的?A. 自然界中热量自发地从高温物体传递到低温物体B. 自然界中热量自发地从低温物体传递到高温物体C. 气体自发地膨胀做功D. 气体自发地收缩做功答案:B4. 熵变ΔS的计算公式为:A. ΔS = Q/TB. ΔS = ΔH/TC. ΔS = ΔU/TD. ΔS = ΔG/T答案:A5. 根据吉布斯自由能变化(ΔG)的符号,下列哪个过程是自发的?A. ΔG > 0B. ΔG < 0C. ΔG = 0D. ΔG可以是任意值答案:B6. 理想气体在等温过程中的压缩因子Z是多少?A. Z > 1B. Z < 1C. Z = 1D. Z = 0答案:C7. 相律的表达式为:A. F = C - P + 2B. F = C - P + 1C. F = C - P - 1D. F = C - P - 2答案:B8. 理想溶液的混合热ΔHmix是多少?A. ΔHmix > 0B. ΔHmix < 0C. ΔHmix = 0D. ΔHmix可以是任意值答案:C9. 根据范特霍夫方程,下列哪个参数与反应的平衡常数K有关?A. 温度B. 压力C. 摩尔数D. 体积答案:A10. 真实气体的压缩因子Z与理想气体的压缩因子1相比,通常:A. Z > 1B. Z < 1C. Z = 1D. Z可以是任意值答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律的数学表达式为:ΔU = Q - W,其中ΔU代表______,Q代表______,W代表______。

答案:内能变化;热量;功2. 根据热力学第二定律,不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化,这被称为______。

化工热力学习题及详细解答

化工热力学习题及详细解答

化工热力学习题及详细解答习题 (2)第1章绪言 (2)第2章 P-V-T关系和状态方程 (4)第3章均相封闭体系热力学原理及其应用 (8)第4章非均相封闭体系热力学 (13)第5章非均相体系热力学性质计算 (19)第6章例题 (27)答案 (40)第1章绪言 (40)第2章 P-V-T关系和状态方程 (44)第3章均相封闭体系热力学原理及其应用 (51)第4章非均相封闭体系热力学 (68)第5章非均相体系热力学性质计算 (87)附加习题 (103)第2章 (103)第3章 (104)第4章 (107)第5章 (109)习题第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。

2. 封闭体系的体积为一常数。

3. 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。

4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。

5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质,但是状态方程 P=P (T ,V )的自变量中只有一个强度性质,所以,这与相律有矛盾。

7. 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⎰=21T T V dT C U ∆;同样,对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。

8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是γγ)1(1212-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=P P T T (其中igV ig P C C =γ),而一位学生认为这是状态函数间的关系,与途径无关,所以不需要可逆的条件。

9. 自变量与独立变量是一致的,从属变量与函数是一致的。

10. 自变量与独立变量是不可能相同的。

二、填空题1. 状态函数的特点是:___________________________________________。

化工热力学第三版(完全版)课后习题答案

化工热力学第三版(完全版)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⎰=21T T V dT C U ∆;同样,对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T 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igP 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 igP⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,错误!未找到引用源。

U =()1121T PP R C igP⎪⎪⎭⎫⎝⎛--,错误!未找到引用源。

H = 1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。

B 等温过程的 W =21lnP P RT -,Q =21ln P PRT ,错误!未找到引用源。

U = 0 ,错误!未找到引用源。

H = 0 。

C 绝热过程的 W =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211igPC RigPP P R V P R C ,Q = 0 ,错误!未找到引用源。

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1.什么是混合规则?其主要用途是什么?答:用纯物质的参数和混合物的组成来表示混合物参数的数学关系式称为混合规则。

一个EOS 可以使用不同的混合规则,一个混合规则也可以用于不同的EOS 。

(1)常用的混合规则常用的混合规则是二次型混合规则:其中,Q m 表示混合物的物性参数;y i 、y j 分别表示混合物中 i 组分和 j 组分的摩尔分数;Q ij 当下标相同时表示纯组分的物性参数,当下标不相同时表示相互作用项(或交叉项)。

二次型混合规则一般应用于非极性和弱极性混合物。

(2)混合物的第二Virial 系数 当用二项Virial EOS 计算真实流体混合物的PVT 性质时混合物的第二Virial 系数B m 用下面的混合规则进行计算其中y 表示混合物中各组分的摩尔分数。

B ij 表示i 和j 之间的相互作用,i 和j 相同,表示同类分子作用,i 和j 不同表示异类分子作用。

(3)具有两个参数a 和b 的Cubic EOSvan der Waals EOS ,RK EOS ,SRK EOS ,PR EOS 用于混合物时,混合物的参数am 和bm 可用下式计算 其中,交叉系数计算公式为或式中,δij 是两组分相互作用参数2.什么是混合规则?它在处理真实流体混合物时起到什么作用? 同上回答3.写出稳流体系的熵平衡方程,并举例说明该方程的具体应用。

并说明如何用熵产生S G 判断过程的自发性。

答:稳流体系的熵平衡方程 具体应用见课本例题 热力学第二定律可知: S G >0--不可逆过程 S G =0--可逆过程可判断过程进行的方向S G <0--不可能过程3.在T-S 图上画出流体经节流膨胀和对外做功绝热膨胀时的状态变化,并比较两种膨胀的降温程度大小。

∑∑=i j ijj i m Q y y Q ∑∑=i jij j i m B y y B RT PB 1Z m +=ij i j j i m a x x a ∑∑=i i i m b x b ∑=jjii ij ij a a )1(a δ-=j j ii ij ij a a a δ=Gjjσ,jS TQ S =-∆∑节流膨胀与做外功的绝热膨胀的比较如下。

气体从高压向低压作绝热膨胀时,若通过膨胀机来实现,则可对外作功,如果过程是可逆的,称为等墒膨胀。

此过程的特点是膨胀前后嫡值不变,对外作功膨胀后气体温度必降低。

降温程度:相同初态下,做外功的绝热膨胀比节流膨胀大,且还可回收功。

4.用T-S 图比较对外做功绝热膨胀和节流膨胀降温程度大小。

答案见上面5.简述真实溶液中组分的偏摩尔性质不同于纯组分摩尔性质的主要原因。

答:溶液中组分的偏摩尔性质:]i [n ,P ,T i i n )nB (B ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=偏摩尔性质是体系温度、压力和组成的函数。

对于同一种体系,在相同的温度和压力条件下,组成不同,偏摩尔性质也不同。

偏摩尔性质同摩尔性质之间的区别: 摩尔性质是指1mol 纯 i 组分表现出来的性质;偏摩尔性质是指1mol i 组分在混合物中表现出来的性质。

两者完全不同。

造成偏摩尔性质和摩尔性质之间存在偏差的主要原因是 i 组分所受到的分子间作用力的不同。

6.写出溶液超额性质的定义式,并说明该性质的物理意义答:超额性质定义为在相同的温度、压力和组成条件下真实溶液性和理想溶液性质之差。

根据定义Excess Property 的物理意义: Excess Property 用来衡量真实溶液行为同理想溶液模型的偏差。

其在研究溶液热力学性质中的作用相当于Chapter 4 中的Residual Property 。

7.在溶液活度系数模型中,Wilson 的局部概念具有十分重要的作用,简要说明该概念主要解决的问题。

答:Wilson 模型的通用形式为活度系数表达式为 Wilson 模型计算汽-液平衡系统具有非常好的效果结果,但它不能计算部分互溶系统,如液-液平衡系统。

Wilson 模型的一种重要修正是Tsuboka 和Katayama 1975年完成的,称为TK-Wilson 方程:其中,TK-Wilson 方程可以计算液-液平衡系统。

idE B B B -=)(ln ∑∑Λ-=jj ij i i Ex x RT G ∑∑∑ΛΛ-Λ-=γk jjkj kki j j ij i x x x )ln(1ln )ln()ln(121212122212121211x x x V x x x x x V x x RT G E Λ+++Λ++=ji ij V V V /=8.实验测定气液相平衡数据时,为什么必须对其进行热力学一致性检验?热力学一致性检验是否是检验气液相平衡数据可靠性的充分条件?答:汽液相平衡数据T 、P 、{xi}和{yi}除了用公式进行理论计算外,对于大多数的体系,特别是一些前人没有研究过的未知体系,其汽液相平衡数据是通过实验测定的。

判断汽液相平衡实验数据正确性的基本方法是热力学一致性(Thermodynamic Consistency)检验。

汽液相平衡实验数据的热力学一致性是判断实验数据可靠性的必要条件,但不是充分条件。

符合热力学一致性的数据不一定是正确可靠的,但不符合符合热力学一致性的数据一定是不正确和不可信。

9.气液相平衡的计算方法可分为活度系数法和状态方程法两大类。

试从相平衡判据出发,写出这两种计算方法所基于的相平衡方程,并简要说明为什么说活度系数法不能用于高压气液相平衡的计算。

答:(1)活度系数法取以Lewis-Randall 定则为基准的标准态(LR 标准态),汽液相平衡方程的具体形式为(2)状态方程法状态方程法表示的汽液相平衡方程为(3)由于基于溶液理论推导出的活度系数表达式未考虑压力对活度系数的影响,因此,基于活度系数法建立的相平衡方程只适用于中、低压范围的汽液相平衡计算。

活度系数法只能计算中、低压的汽液相平衡。

对于高压汽液相平衡,由于不能忽略压力对液相活度系数以及纯液体逸度系数的影响,需要用逸度系数表示液相中组分的逸度,即 然后用状态方程计算液相中组分的逸度系数。

这就是状态方程法计算高压汽液相平衡的基本思路。

10.简述正规溶液和无热溶液的热力学特征 答:1、正规溶液i i i Py f V V ˆˆφ=+γ=i i i i f x f ˆˆL ⎰φ==+P P i i i i i i dP RT V P f fs Ls s L exp ˆ⎰φγ=φP P i i i i i i i i dP RTV P x Py s Ls s V exp ˆ),,2,1(C i ⋅⋅⋅=i i i i x y L V ˆˆφ=φ),,2,1(C i ⋅⋅⋅=ii i Px f L L ˆˆφ=正规溶液最早由Berkeley 的Hildebrand (1919)提出的,其定义是:S E =0,V E=0,H E ≠0。

对于正规溶液, 2、无热溶液无热溶液的定义是:H E =0,S E ≠ 0。

对于无热溶液,溶液的活度系数与温度无关。

11.有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积2222221111)()(bx x a b a V V bx x a b a V V --+=---+=-式中:V 1和V 2是纯组分的摩尔体积,a 、 b 只是T 、P 的函数。

试从热力学的角度分析这些方程是否合理 答:根据Gibbs-Duhem 方程 ()0d ,=∑pT i iM x 得恒温、恒压下0d d 2211=+V x V x或222122111d d d d d d x Vx x V x x V x =-= 由本题所给的方程得到1111112d d d )(d bx a b x V x V V --==- 即 2111112)(d d bx x a b x V x --= (A ) 同样可得2222222d d d )(d bx a b x V x V V --==- 即 2222222)(d d bx x a b x V x --= (B )比较上述结果,式(A )=(B )得:2222112)(2)(bx x a b bx x a b --=--整理此式得:0=+b a 或5.021==x x根据题意,所给出的方程组只有在0=+b a 时才满足Gibbs-Duhem 方程,方程才合理. 12.建立气液相平衡方程时活度系数法和状态方程法两大类。

为什么说活度系数法只能计算EE E U H G ==E E TS G -=中低压气液相平衡,而状态方程法可以计算高压气液相平衡? 答案同上9题13.用低压气液相实验测定组分活度系数时,通常采用什么样的方法?如何检验实验数据的可靠性?答:低压汽液相平衡:在低压条件下,汽相可当作理想气体,汽相的逸度系数等于1,因此,汽液相平衡方程进一步简化为式中的各项热力学函数的计算方法如下 1、 组分 i 的饱和蒸汽压通常由Antoine 方程进行计算。

A ,B 和C 是因物质而异的常数,对于一些常见的物质,其具体数值可以查附录二或手册。

2、 组分 i 在汽相中的逸度系数是通过混合物中组分逸度系数计算公式用汽相的EOS 进行计算的。

3、纯组分 i 饱和蒸汽的逸度系数是通过纯组分逸度系数计算公式用纯组分饱和蒸汽的EOS 进行计算。

4、 组分 i 在液相中的活度系数组分 i 在液相中的活度系数是通过关系式计算证明题:1.已知SO2在431K 时第二、第三维理系数分别为s i i i i Px Py γ=),,2,1(C i ⋅⋅⋅=s i PCT B A P s+-=ln s iPV ˆiφV ˆi φˆln (1)Pi i dP Z P φ=-⎰sln (1)P i dP Z P φ=-⎰si φs i φ][,,E )(1ln i n P T i i n nG RT ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=γ26kmolm --⋅⨯-=3100.9C(1)容积为10m3 的钢瓶装有温度和压力分别为431K 和4×105Pa 的SO2气体。

试计算钢瓶中SO2质量。

(2)在封闭系统内,将1kmol SO2在431K 条件下由10×105 Pa 恒温可逆压缩到75×105 Pa 。

计算该过程所作的功。

解:(1)因为 p<0.5 MPa ,选择用二项Virial EOS 求解。

(2)因为P > 0.5 MPa ,选择用三项Virial EOS 求解。

(D)(E)用迭代法由Eq D 解出V1 和 V2,代入Eq E ,求出功。

2.计算热力学性质变化量△M 的方法 Problem: 如果真实流体(real fluid)的状态由state 1 变化到state 2, 如何计算其热力学性质变化量△M ? 13kmolm -⋅-=159.0B ⎰-=21VVpdVW r 21VC V B RT pV Z ++==⎪⎭⎫ ⎝⎛++=321V C V B V RT p ⎰⎪⎭⎫⎝⎛++-=21321V V dV V C V B V RT W r ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2122122111211ln V V C V V B V V RT RTBpp B RT pV Z +=+==11'pRT B V +=/molm 33531078.8104431314.810159.0--⨯=⨯⨯+⨯-=V kg89.72641078.8103=⨯⨯==-M V nV m要解决这一问题,必须设计一条正确的解题路线。

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