化工热力学作业共54页文档

和 EOS ，就能
求出H、S、U、G、A。
3、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露 点压力是 相同 （相同／不同）的；一定温 度下的泡点与露点，在P－T图上是 重叠 的 （重叠／分开），而在P-V图上是分开 的 （重叠／分开），泡点的轨迹称为 饱和液，相线 露点的轨迹称为 饱和汽相线，纯物质汽液平 衡时，压力称为 饱和蒸汽压，温度称 为 沸点 。饱和蒸汽的焓H、 熵S、内 能U永远 大于（大于/小于）饱和液体的焓 H、熵S、内能U。
气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z= 1， 实际气体的压缩因子Z<1 4．纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同 而改变。
第二章流体的PVT关系
二、选择题
1．指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时， 则气体的状态为
A．饱和蒸汽 B．超临界流体 C．过热蒸汽
2．T温度下的过热纯蒸汽的压力P
5、将下列纯物质经历的过程表示在p －V，T-S图上：
1）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体； 2）过冷液体等压加热成过热蒸汽； 3）饱和蒸汽可逆绝热膨胀； 4）饱和液体恒容加热； 5）在临界点进行的恒温膨胀
1）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；
2）过冷液体等压加热成过热蒸汽；
P
3）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；
C
4）饱和液体恒容加热；
C' C B2 ( RT )2
有同学解： P因 RT为 代入1） （式得 V
Z PV1B'RTC'(RT)2 (3)
RT
V
V
错误！因为 PVRT
正确的解法是：
ZP V 1B 'PC 'P 2 (1) RT
ZPV 1BC (2) RT V V2
PRT (1BC )3 () V V V2
将 （3） 式 代 入 （1） 式 右 边 得 ：
三、图示题 在一个刚性的容器中，装入了1mol的某一纯物
质，若容器的体积小于或大于该物质的摩尔临 界体积Vc ，问加热过程的情况将如何？请将变 化过程表示在P-V图和P-T图上并描述在加热 过程中各点的状态和现象。
第二章流体的PVT关系
一、是非题 1．纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。
• 答：错。因为升华的反过程。
4、已知饱和蒸汽和液态水的混合物在
505K下呈平衡态存在，如果已知该混合 物的比容为41cm3/g，根据蒸汽表的数 据计算混合物的焓和熵。
解：T=505K=232oC Vf=1.2129 Vg=69.22（内插） Vf（1-x）+Vgx=41 1）求出x
2）H = Hf（1-x）+ Hgx 3）S = Sf（1-x）+ Sgx
第一章 绪 论
1、化工热力学有什么用处？请举例 说明。 2、化工热力学的研究特点是什么？ 3、什么是化工热力学研究内容的 “三要素”？
第二章流体的PVT关系
一、是非题 1．纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变 化过程。 2．当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3．由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔 体积一定小于同温同压下的理想
A·>ps（T） B·＜ps（T） C·=ps（T）
3·对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是
的
（相同／不同）；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），泡点的轨迹称为
，露点的轨迹称
为
，纯物质汽液平衡时，压力称
为
，温度称为
。
第二章流体的PVT关系
5）在临界点进行的恒温膨胀
5
4
1
3(T降低)
2
V
Hale Waihona Puke Baidu
1）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；
2）过冷液体等压加热成过热蒸汽；
T
3）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；
4
C 5 4）饱和液体恒容加热；
5）在临界点进行的恒温膨胀
1
2
3(T降低)
S
6、证明状态方程 p(V-b)=RT表达 的流体:
解：
a. ( Cp P
)T
T
Z PV 1 B' RT（1 B C )
RT
V
V V2
C '[ RT (1 B C )]2
V
V V2
1 B' RT B' BRT B' CRT C ' ( RT ) 2
V
V2
V3
V2
1 B' RT [B' BRT C ' ( RT ) 2 ] B' CRT (5)
答：对。这是一种亚稳态。
习题4：将van der Waals方程化成Virial 方程 式；并导出van der Waals 方程常数a、b表示的
第二维里系数B的函数表达式。
解： P RT a Vb V2
幂级数展开 1 1XX2X3....X ..n.
1X
zPV 1 a [1b(b)2(b)3.......] a
RT 1b VRT V V V
VRT
V
1bRaT(b)2(b)3....（ .1.） . V VV
ZPV 1BC (2) RT V V2
B b a RT
维里 Z P方 V 1 B '程 P C 'P 2 (1 ) RT
ZPV 1BC (2) RT V V2
如何证明:
B ' B RT
(
2V T 2
)
P
高。不可压缩性比理想气体增大。
➢ 因此真实气体究竟是Z<1和Z >1要看两种力 量的较量。当压力升高，Z越来越大，见附 录三。
4.纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高 而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的 升高而减小。
答：对。由纯物质的P－V相图上的饱和汽体 系和饱和液体系曲线可知 。
11.压力低于所处温度下的饱和蒸汽压的液体 称为过热液体。
2．由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩 尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积， 所以，理想气体的压缩因子Z= 1，实际气体的压缩 因子Z<1。
答：错。实际气体有Z<1和Z >1两种情况， 因为真实气体：（1）分子间有吸引力（2）分子的体 积大小不能忽略。
（1）使得真实气体的体积比理想气体的更小。 （2）使得当压力升高，分子体积占整个体积的比例也升
V
V2
V3
第二、三章单元测试
1．指定温度下的纯物质，当压力低于该 温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态 为 A．饱和蒸汽 B．超临界流体 C．过 热蒸汽√
2、第二、三章主要内容是什么，两章之间有 什么关系？难测的热力学性质H、S、U、 G、A是通过哪些公式与易测的P-V-T量联 系在一起的？
最后只要知道 Cp