化工热力学第三版陈钟秀课后习题答案
化工热力学第三版(完全版)课后习题问题详解
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。
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B 等温过程的 W =21lnP P RT -，Q =21ln P PRT ，错误！未找到引用源。
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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 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，U =()1121T PPR C igP ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--，H =1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。
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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。
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化工热力学陈钟秀第三版14章答案(供参考)
2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为、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 = m 3/1kmol= cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c = P c = V c =99 cm 3/mol ω= (1) 理想气体方程P=RT/V=××10-6=(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---⨯=--⨯⨯⨯+⨯=(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 PV Z P RT =654.61012.46100.21338.314323.15cr r r PV Z P P P RT -⨯⨯⨯===⨯迭代：令Z 0=1→P r0= 又Tr=，查附录三得：Z 0= Z 1=01Z Z Z ω=+=+×=此时，P=P c P r =×=同理，取Z 1= 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=2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、正丁烷的摩尔体积。
(完整版)化工热力学(第三版)答案陈钟秀
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 PV Z 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+0.008×0.4623=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。
化工热力学答案(第三版).
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 ∴()0.5RT aP V b T V V b =--+ =19.04MPa (3) 普遍化关系式323.15190.61.695r c T T T === 124.6991.259r 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=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 01Z Z 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：510425.2 1.199r c T T T === 2.53.80.6579r c P P P ===—普维法∴ 01.61.60.4220.4220.0830.0830.23261.199rB T =-=-=-01cc BP B B RT ω=+=-0.2326+0.193×0.05874=-0.2213 11c 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=1.49×10-3 m 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。
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 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，U =()1121T PPR 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 。
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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—、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T 2等，初态和终态的温度分别为 T ［和丁2，则该过程的 UC V dT ;同样，对于初、终态T iT 2压力相等的过程有 HC p dT 。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、 终态与途径无关。
）T 1二、填空题状态函数的特点是： ________ 。
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 f ），则所做的 功为 W revRTl nV i V f （以 V 表示）或 W rev RT l nP f P （以 P 表示）。
C PP T1T 1。
1.3. 封闭体系中的imol 理想气体（已知C pg ），按下列途径由T 、P i 和V 可逆地变化至P 2,则A 等容过程的 W = _，Q= Cp 1RP 2 P 2P i/C Pg RP 1 1 T 1 ， H=B等温过程的RTln l，^RTln t，U= 0 ，H=_0 ___ 。
解:EOSW revV 2 b RTl n丄 V 1 bRTln 纟V 1999In 2 1.0007222. 对于c P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解: 3. 解: T 1 P 1（1），其式又是如何？以上a 、b 、 理想气体的绝热可逆过程,C ；gRdTT 22a Rb TT 1aln 旦 b T 2T1RT dV V cT dTCigC !，试问，对于C P a bTcT 2的理想气体，上述关系c 为常数。
化工热力学(第三版)陈钟秀课后习题标准答案
第二章2-1.使用下述方法计算Ikmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50'C 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/ikmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数： T c =190.6K P c =4.600MPaV c =99 cm 3/mol 3 =0.008(1) 理想气体方程P=RT/V=8.314 X323.15/124.6 1 反6=21.56MPa⑵R-K 方程a =0. 42748T，】0. 4夕7484严芒5F3a 222K 0.5mo|- 2P c4. 6 160b巾08664号=0.0866487T 4F 心85 10帝V - ^T °.5V V b3.2220"5Z5 Z5323.15. 12.46 10 12.46 2.985 10=19.04MPa (3)普遍化关系式T r 二T T c =323. 15 1 90. 61. 6隔V 乂 =124.699 = 1.259<2•••利用普压法计算， Z = 7^ ■- 'Z1迭代：令 Z 0=1T P r0=4.687 又 Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.46230 1Z =Z Z =0.8938+0.008 0.4623=0.8975此时，P=P c P r =4.6 X.687=21.56MPa同理，取 乙=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 。
8.314 323.15 -5 12.46-2.985 10ZRT = P c P r PV RTP rRT4.6 10612.46 10*8.314 323.15P^0.2133P r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 cm3/mol 3 =0193(1)理想气体方程V=RT/P=8.314 >510/2.5 106=1.696 >103m3/mol1.696 -1.4807 °,误差：100% = 14.54%1.4807(2) Pitzer普遍化关系式对比参数：T r=T T c =510 425.2=1.199 p =P R =2. 5 3. =8 0. 6 —普维法0 172 0 172B1=0.139 乔0.139 力--0.05874T r 1.199BPc二B°「B1=-0.2326+0.193 0R5874=-0.2213RT CZ / .聖 / .理虫1-0.2213 >6579/1.199=0.8786RT RT C T rPV=ZRT>V= ZRT/P=0.8786X8.314 X510/2.5 X106=1.49>-3m3/mol误差：W807100% .0.63%1.48072-3.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。
化工热力学 第三版 陈钟秀编-齐齐哈尔大学-化工学院-赵云鹏老师-第四章 习题
第四章习题一、概念：混合性质变化：溶液的性质与构成溶液各纯组分性质总和之差。
偏摩尔性质：在恒温、恒压下，物系的广度性质随某种组分摩尔数变化率。
超额性质：在相同T,P,x 下，真实溶液与理想溶液的热力学性质之差值。
理想溶液：在任何指定的温度和压力下，在整个组成范围内，溶液中的每一个组分i 的逸度都与它的摩尔分数呈比例关系，用数学式表示：活度及活度系数：溶液中组分i 的逸度与在溶液T,P 下组分i 的标准态逸度的比值；实际溶液对理想溶液的偏差，而这种偏差程度常用活度系数来衡量。
二、简答1、在化工热力学中引入偏摩尔性质的意义何在？在恒温、恒压下，物系中某组分摩尔数的变化所引起物系的一系列热力学性质的变化。
2、简述Gibbs-Duhem 方程的用途。
(1)检验实验测得的混合物热力学性质数据的正确性；(2)从一个组元的偏摩尔量推算另一组元的偏摩尔量。
3、说明在化工热力学中引入逸度计算的理由。
在解决实际体系的相平衡和化学平衡计算，直接使用化学位很不方便，常常要借助于辅助函数：逸度或活度。
4、解释活度定义中的标准态，为什么要引入不同的标准态？由于活度有不同标准态，所以计算出的标准溶解自由焓随所用活度标准态的不同而有不同值。
但无论用哪种活度标准态，对已定条件下的冶金反应，算出的自由焓变量ΔG 将永有同一值。
5、混合物的逸度和逸度系数与它的组元逸度和逸度系数有什么关系？溶液性质偏摩尔性质二者关系式三、判断1、均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有∑=i i t M n M 。
×2、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。
√3、对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。
×4、体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。
×5、对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry 规则，则在相同的浓度范围内组分1符合Lewis-Randall 规则。
化工热力学第三版(完全版)课后习题问题详解
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。
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热力学陈钟秀第三版习题答案
=H+（1—χ1）③
=H—χ1④
将②式代入③和④得
=420—60+40⑤
=600+40⑥
（2）将χ1=1代入式①得 H1=400 J·mol-1
将χ1=0代入式①得 H2=600 J·mol-1
（3）将χ1=0代入式⑤J·mol-1
4-5
错。分逸度相等。 （2）由组分A、B组成的二元体系处于汽液平衡，当体系T、p不变时， 如果再加入一定量的组分A，则汽、液平衡相的组成也不会变化。 错。将会形成新的汽液平衡，平衡组成相应改变。 （3）形成恒沸混合物的二元汽液平衡，在恒沸点，其自由度为1，等压 下T-x1-y1表示的相图中，此点处于泡点线与露点线相切。 错。泡点线与露点线相交。 （4）某溶液的总组成为zi，对气相为理想气体，液相为理想溶液体系的 泡点压力pb的表达式为(为i组分的饱和蒸汽压)。 错。 （5）混合物的总组成为zi，遵守Raoult定律体系的露点压力pd的表达 式(为i组分的饱和蒸汽压)。 错。表达式应为 （6）汽液平衡中，汽液平衡的比Ki=yi⁄xi，所以Ki仅与组成有关。 错。K与温度压力有关。 （7）形成恒沸物的汽液平衡，在恒沸点时，所有组分的相对挥发度 αij=1. 正确。 （8）将两种纯液体在给定的温度、压力下，混合形成溶液，那么混合 自由焓ΔG一定小于零。 错。ΔG可能为0。 5-2丙酮（1）-甲醇（2）二元溶液的超额自由焓表达式,纯物质的Antoine 方程 单位kPa
误差：
2-4将压力为2.03MPa、温度为477K条件下的2.83m3NH3气体压缩到 0.142m3，若压缩后温度448.6K，则压力为若干？分别用下述方法计 算： 解：查表得：Tc=403.6K,Pc=11.28×106Pa，，Vc=72.5cm3/mol （1）PR方程： K=0.3746+1.54226×0.250-0.2699×0.2502=0.7433 a=0.4049 b=2.3258×10-5 A=0.05226 B=0.0119 h=B/2=0.00119/Z 迭代计算Z=0.9572 V=ZRT/T=1.8699×10-3m3/mol n=V0/V=1513mol 压缩后 V’=V0’/n=0.142/1513=9.385×10-5m3/mol
化工热力学第三版答案陈钟秀
2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为、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 = m 3/1kmol= cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c = P c = V c =99 cm 3/mol ω=(1) 理想气体方程P=RT/V=××10-6=(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---⨯=--⨯⨯⨯+⨯=(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= 又Tr=，查附录三得：Z 0= Z 1=01Z Z Z ω=+=+×=此时，P=P c P r =×=同理，取Z 1= 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=2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、正丁烷的摩尔体积。
化工热力学(第三版)陈钟秀课后习题答案-精选.pdf
7.378 10 6
B20
0.422
0.083
T 1.6 r2
0.083
0.422
1.6
303 304.2
0.3417
B21
0.139
0.172 T 4.2
r2
0.139
0.172
4.2
303 304.2
0.03588
B22
RTc 2 Pc 2
B20
2 B21
8.314 304.2 7.376 106 0.3417 0.225 0.03588
V c=99 cm3/mol ω =0.008
(1) 理想气体方程 P=RT/V=8.314 ×323.15/124.6 1×0-6=21.56MPa
(2) R-K 方程
a 0. 4 2 7 4R82Tc 2 . 5 Pc
0. 4 287. 34 18 42 4. 6
1 9 0. 26. 5 160
RT
RTc Tr
∴ PV=ZR→T V= ZRT/P=0.8786×8.314 ×510/2.5 ×106=1.49 ×10-3 m3/mol
1.49
误差：
1.4807
100%
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。试计算： （ 1）含碳量为 81.38%的 100kg 的焦炭能生成 1.1013MPa、 303K 的吹风气若干立
RT
8.314 323.15
迭代：令 Z0= 1→ Pr0=4.687
又 Tr=1.695 ，查附录三得：
0
Z =0.8938
化工热力学答案陈钟秀
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 PV Z 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、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 与P 的值。
化工热力学第三版(完全版)课后习题答案
（a）由软件计算可知
(b)
3.试由饱和液体水的性质估算(a)100℃，2.5MPa和(b)100℃，20MPa下水的焓和熵，已知100℃下水的有关性质如下
MPa， Jg-1， J g-1K-1, cm3g-1,
cm3g-1K-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。）
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Tc=647.30K；Pc=22.064MPa；ω=0.344
A.
B.0
C.
D.
3. 等于（D。因为 ）
A.
B.
C.
D.
4.吉氏函数变化与P-V-T关系为 ，则 的状态应该为（C。因为 ）
A.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 和 ；若要计算 和 还需要什么性质？ ；其计算式分别是 和 。
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？
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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第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为、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 = m 3/1kmol= cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c = P c = V c =99 cm 3/mol ω= (1) 理想气体方程P=RT/V=××10-6=(2) R-K 方程 ∴()0.5RT aPV b T V V b =--+=(3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695rc 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 ZRTPP P V == ∴ c r PVZ P RT=迭代：令Z 0=1→P r0= 又Tr=，查附录三得：Z 0= Z 1= 01ZZ Z ω=+=+×=此时，P=P c P r =×=同理，取Z 1= 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=2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、正丁烷的摩尔体积。
已知实验值为mol 。
解：查附录二得正丁烷的临界参数：T c = P c = V c =99 cm 3/mol ω= （1）理想气体方程V=RT/P =×510/×106=×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：510425.2 1.199rc T T T === 2.53.80.6579r c P P P ===—普维法∴ 01.6 1.60.4220.4220.0830.0830.23261.199r B T =-=-=- 01ccBP B B RT ω=+=+×=11c r c rBP BP PZ RT RT T =+=+=×=∴ PV=ZRT→V= ZRT/P=××510/×106=×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。
试计算：（1）含碳量为%的100kg 的焦炭能生成、303K 的吹风气若干立方米（2）所得吹风气的组成和各气体分压。
解：查附录二得混合气中各组分的临界参数： 一氧化碳(1)：T c = P c = V c = cm 3/mol ω= Z c = 二氧化碳(2)：T c = P c = V c = cm 3/mol ω= Z c = 又y 1=，y 2=∴(1)由Kay 规则计算得：303 1.15rm cm T T === 0.1011.4450.0157rm cm P P P ===—普维法利用真实气体混合物的第二维里系数法进行计算 又()()0.50.5132.9304.2201.068cijci cj T T T K==⨯=∴ 303201.068 1.507rij cij T T T === 0.10130.0199rij cij P P P === ∴()()01612121212126128.314201.0680.1360.1370.108339.84105.083810c c RT B B B P ω-⨯=+=-+⨯=-⨯⨯ 2211112122222m B y B y y B y B =++ ()()()26626630.247.3781020.240.7639.84100.76119.931084.2710/cm mol----=⨯-⨯+⨯⨯⨯-⨯+⨯-⨯=-⨯∴1m m B P PVZ RT RT=+=→V=mol∴V 总=n V=100×103×%/12×= (2) 1110.2950.240.10130.0250.2845c m Z P y PMPa Z ==⨯= 2-4.将压力为、温度为477K 条件下的压缩到 m 3，若压缩后温度，则其压力为若干分别用下述方法计算：（1）Vander Waals 方程；（2）Redlich-Kwang 方程；（3）Peng-Robinson 方程；（4）普遍化关系式。
解：查附录二得NH 3的临界参数：T c = P c = V c = cm 3/mol ω= (1) 求取气体的摩尔体积对于状态Ⅰ：P= MPa 、T=447K 、V= m 3477405.6 1.176r c T T === 2.0311.280.18r c P P P ===—普维法∴01.6 1.60.4220.4220.0830.0830.24261.176r BT =-=-=-11c r c rBP PV BP PZ RT RT RT T =+==+→V=×10-3m 3/mol∴n=×10-3m 3/mol=1501mol对于状态Ⅱ：摩尔体积V= m 3/1501mol=×10-5m 3/mol T= (2) Vander Waals 方程 (3) Redlich-Kwang 方程 (4) Peng-Robinson 方程 ∵448.6 1.106r c T T T ===∴220.3746 1.542260.269920.3746 1.542260.250.269920.250.7433k ωω=+-=+⨯-⨯=∴()()()a T RTPV b V V b b V b =--++- (5) 普遍化关系式 ∵ 559.4581010 1.305rc V V V --==⨯⨯=＜2 适用普压法，迭代进行计算，方法同1-1（3）2-6.试计算含有30%（摩尔分数）氮气（1）和70%（摩尔分数）正丁烷（2）气体混合物7g,在188℃、条件下的体积。
已知B 11=14cm 3/mol ，B 22=-265cm 3/mol ，B 12=mol 。
解：2211112122222mB y B y y B y B =++1m mB P PVZ RT RT=+=→V(摩尔体积)=×10-4m 3/mol假设气体混合物总的摩尔数为n ，则×28+×58=7→n=∴V= n×V(摩尔体积)=××10-4= cm 32-8.试用R-K 方程和SRK 方程计算273K 、下氮的压缩因子。
已知实验值为 解：适用EOS 的普遍化形式查附录二得NH 3的临界参数：T c = P c = ω= （1）R-K 方程的普遍化∴562.67810101.310 1.19528.314273B b bP h Z V ZRT Z Z -⨯⨯⨯=====⨯⨯ ① 11 1.5511111A h h Z h B h h h ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪-+-+⎝⎭⎝⎭② ①、②两式联立，迭代求解压缩因子Z （2）SRK 方程的普遍化∴562.67810101.310 1.19528.314273B b bP h Z V ZRT Z Z -⨯⨯⨯=====⨯⨯ ① 110.39751111A h h Z h B h h h ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪-+-+⎝⎭⎝⎭② ①、②两式联立，迭代求解压缩因子Z第三章3-1. 物质的体积膨胀系数β和等温压缩系数k 的定义分别为：1P V V T β∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭，1TV k V P ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭。
试导出服从Vander Waals 状态方程的β和k 的表达式。
解：Van der waals 方程2RT a P V b V=--由Z=f(x,y)的性质1y x z z x y x y z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫⋅⋅=- ⎪ ⎪⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭得 1T P VP V T V T P ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅⋅=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 又 ()232TP a RTV VV b ∂⎛⎫=-⎪∂⎝⎭- VP R T V b∂⎛⎫= ⎪∂-⎝⎭所以 ()2321P a RT V V b V T RV b ⎡⎤∂-⎛⎫-⋅⋅=-⎢⎥⎪∂⎝⎭-⎢⎥⎣⎦故 ()()22312PRV V b V V T RTV a V b β-∂⎛⎫== ⎪∂⎝⎭--3-2. 某理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为，温度为93℃，反抗一恒定的外压力 MPa 而等温膨胀，直到两倍于其初始容积为止，试计算此过程之U ∆、H ∆、S ∆、A ∆、G ∆、TdS ⎰、pdV ⎰、Q 和W 。
解：理想气体等温过程，U ∆=0、H ∆=0 ∴ Q =-W =21112ln 2V V V V RTpdV pdV dV RT V===⎰⎰⎰= J/mol ∴ W = J/mol 又PP dT V dS C dP T T ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭ 理想气体等温膨胀过程dT =0、PV R T P ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭ ∴RdS dP P=-∴ 222111ln ln ln2S P P P S P S dS R d P R PR ∆==-=-=⎰⎰=(mol·K)A U T S ∆=∆-∆=-366×= J/(mol·K) G H T S A ∆=∆-∆=∆= J/(mol·K) TdS T S A =∆=∆⎰= J/(mol·K) 21112ln 2V V V V RTpdV pdV dV RT V===⎰⎰⎰= J/mol 3-3. 试求算1kmol 氮气在压力为、温度为773K 下的内能、焓、熵、V C 、p C 和自由焓之值。
假设氮气服从理想气体定律。
已知：（1）在 MPa 时氮的p C 与温度的关系为()27.220.004187J /mol K p C T =+⋅；（2）假定在0℃及 MPa 时氮的焓为零； （3）在298K 及 MPa 时氮的熵为(mol·K)。
3-4. 设氯在27℃、 MPa 下的焓、熵值为零，试求227℃、10 MPa 下氯的焓、熵值。
已知氯在理想气体状态下的定压摩尔热容为解：分析热力学过程-H 1R H 2R -S 1R S 2R 查附录二得氯的临界参数为：T c =417K 、P c =、ω= ∴(1)300K 、的真实气体转换为理想气体的剩余焓和剩余熵T r = T 1/ T c =300/417= P r = P 1/ P c ==—利用普维法计算又 0101R r r r c r r H dB dB P B T B T RT dT dT ω⎡⎤⎛⎫=-+-⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦ 01R r r r S dB dB P R dT dT ω⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭代入数据计算得1RH =mol 、1RS = J/( mol ·K )(2)理想气体由300K 、到500K 、10MPa 过程的焓变和熵变 =mol= J/( mol ·K )(3) 500K 、10MPa 的理想气体转换为真实气体的剩余焓和剩余熵T r = T 2/ T c =500/417= P r = P 2/ P c =10/=—利用普维法计算又 0101R r r r c r r H dB dB P B T B T RT dT dT ω⎡⎤⎛⎫=-+-⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦01R r r r S dB dB P R dT dT ω⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭ 代入数据计算得2RH =mol 、2RS = J/( mol ·K )∴H ∆=H 2-H 1= H 2=-1RH +1H ∆+2RH=+7020-3410=molS ∆= S 2-S 1= S 2=-1R S +1S ∆+2RS = J/( mol ·K ) 3-5. 试用普遍化方法计算二氧化碳在、30 MPa 下的焓与熵。