【正文】 4 6 0 .5 7 4 8 4 .6 8 2 k J k gkS S x S x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 14 解： A、 B 兩物流進(jìn)行絕熱換熱，終態(tài)為 c 狀態(tài) A股濕蒸汽 Ap ? ? 11 kg sAG ??? B 股過熱蒸汽 Ap ? ? ① 查飽和水蒸氣表知： Ap ?時(shí)， 1,1, kJ kg kJ kggAlAHH???? ,(1 )A A g A A l AH x H x H? ? ? ? (1 ) ? ? ? ? ? kJ kg??? 查過熱蒸汽表知： Ap ? ? 1285 kJ kgBH ??? Mpa 的 飽和蒸汽 : /cH KJ Kg? ② 絕熱混合過 程 AB? ( ) ( )B c B A A cm H H m H H? ? ? ∴ ()A A CBcBm H Hm HH?? ? ∴ B 股蒸汽的流量 1 ( 2 7 0 5 .3 5 2 7 4 7 .5 ) 0 .3 9 2 /2 7 4 7 .5 2 8 5 5 .1Bm K g s????? 15 解：（ 1）查 ，飽和水蒸汽 25 11 111 163 5 k J kg 41 6 k J kg K27 45 .4 k J kg 35 8 k J kg KllgghShS??? ? ???? ? ? ? 310. 39 24 m kgV ??? 查 , ,過熱蒸汽， 11 13 139。 kg1 3）查飽和蒸氣表得， 時(shí)， 111 11 110 87 .3 kJ kg28 01 .4 k J kg 96 4 k J kg K 70 k J kg KllgHHgSS??? ? ?? ? ? 由于 Sl處于 Sg之間，故水蒸氣為濕蒸氣，且滿足 ? ?1glS xS x S? ? ? 即 ? ?5 .8 6 .0 7 0 1 1 2 .7 9 6 4xx? ? ? ?，得 ? 故 ? ? ? ? 11 0 . 9 1 7 5 2 8 0 1 . 4 1 0 . 9 1 7 5 1 0 8 7 . 3 2 6 6 0 k J k gglH x H x H? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對應(yīng)的溫度為 T=℃ 11 解：查氨的飽和蒸氣表，通過內(nèi)插法得， MPa 時(shí)， Sl= kJ kg1 kg1, S= kJ1 1 1(S ) (S ) 1 .5 8R R RS ?? ? ? ? 1 11 1 . 5 8 8 . 3 1 4 1 3 . 1 4 k J k m o l KRS? ? ? ? ? ? ? ? 過程 ② id 3 6 2p 2 6 .7 5 4 2 .2 5 8 1 0 ( 1 4 .2 5 1 0 )C T T??? ? ? ? ? ? 3 9 7 . 1 5i d i d 1p3 1 5 . 1 5 3 2 7 9 . 6 k J k m o lpH C d T? ? ? ?? 39 7. 15 pi d 1 131 5. 15 15 .7 92l n 3. 63 5 k J km ol K8. 05 3idp CS dT RT ?? ? ? ? ? ?? 過程 ③ 用普壓法： R R 0 R 39。2 2 2 0 .6 7 5 0 .2 2 5 0 .2 0 .7 2 0z z z?? ? ? ? ? ? ? 31222 c m m olz RTV p ?? ? ? ? 3 121 = = 1 4 9 . 9 1 6 6 . 7 4 = 1 6 . 8 4 c m m o lV V V? ? ? ? ?故 過程 ① 用 普遍化壓縮因子 法查圖得 01() ?? 39。2 2 2( ) ( ) 1 .6 4 0 .1 8 7 ( 0 .5 6 ) 1 .7 4R R RS S SR R R?? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 12 1 . 7 4 8 . 3 1 4 1 4 . 4 7 k J k m o l KRS? ? ? ? ? ? ? ? 故 112H = ( ) ( ) 2 4 4 9 9 k J k m o lRR VH H H H ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 112S = ( ) ( ) 8 9 .5 k J k m o l K RR VS S S S ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6 6 13 4 4 9 9 6 .8 9 1 0 2 8 9 1 0 3 2 5 0 8 k J k m o lu H p V? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 解： 設(shè)計(jì)過程 8 . 0 5 3 M P a實(shí) 際 氣 體①8 . 0 5 3 M P a理 想 氣 體② ③1 5 . 7 9 2 M P a理 想 氣 體1 5 . 7 9 2 M P a實(shí) 際 氣 體4 1 5 KH S U V3 1 5 K 3 1 5 K 4 1 5 K 查表 cT ? cp ? =? r1 ?? ， r1 ?? 用 普遍化壓縮因子 法 查圖 01 ? 39。() ?? 0() ?? 39。4 .20 .1 7 20 .1 3 9 0 .4 7B Tr? ? ? ? 0 ? ? ? 39。() ?? 012 4 95 72Z Z Z?? ? ? ? ? ? 4 3 1222 620 . 6 7 2 8 . 3 1 4 5 5 0 . 1 5 2 . 8 8 2 1 0 m m o l1 2 . 6 7 1 0Z R TV p ???? ? ? ? ?? 039。 解： ∵ Rp0 dp VH V T pT????????????????? 由 ? ?p V b RT??可得： RTVbp?? RpVTp????????? 00pPR RT T RH b dp bdp bppp??? ? ? ? ??????? 同理 0pRpRVS dppT????????????????? 0 0pR RRS dppp??? ? ?????? 33 p/ , MPa 10 40 60 100 140 160 180 200 V/ cm3因?yàn)樵趬毫ΑⅢw積相同的情況下， 飽和液態(tài)水 的總熱力學(xué)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 飽和蒸氣 。因?yàn)槌隹跔顟B(tài)是濕蒸汽，確定了出口的壓力或溫度，其狀態(tài)點(diǎn)也就確定了。只有理想氣體在定溫過程中的 熱力學(xué)內(nèi)能和焓的變化為零 。 34 答：否。 解 ： Tc= T= r TT Tc? Tr= Pc= P=857KPa r Pp Pc? Pr= Vc= 3 1cm mol? Zc= ?= ? ? 7/21 rTCCsl ZVV ?? Vsl= 3 1cm mol? 0 .4 2 20 .0 8 3rB T?? B0= 1 .1 7 20 .1 3 9rB T?? B1= 11 Vsv01= ( )P CCTRT B B R P??? Vsv =2616 3 1cm mol? △ V= Vsv Vsl △ V=2589 3 1cm mol? 或者 ： Z0= Z1= Z= Z0 +? Z1 Z= Vsv = ZRTP Vsv =2591 3 1cm mol? △ V= Vsv Vsl △ V=2564 3 1cm mol? 227．一壓縮機(jī)，每小時(shí)處理 454 kg甲烷及乙烷的等摩爾混合物。已知實(shí)驗(yàn)值為 3 m kmol? 。 解：實(shí)際的使用壓力為 ＝ 則； Tr＝ T/Tc＝（ ＋ 130.） /＝ Pr＝ P/Pc＝ ＝ 普遍化第二維里序數(shù)法適用。 KTC ? MPaPC ? ?? 8 ??? Cr TTT ,22 2 ??? Cr PPP 510 ????rTB 281 ????rTB ? ? ? ? ???????? BBRTBP CC ? 93 09 ???????????????????rrCC TPRTBPZ km olmPZ RTV / 36 3 ?? ????? (3) 用水蒸氣表計(jì)算： 查表得過熱蒸汽： Ct 0250? ， kgmV / 339。 （ 1）截取至三項(xiàng)的維里方程，其中的維里系數(shù)是實(shí)驗(yàn)值： 3115 2. 5 c m m olB ?? ? ? , 6258 00 c m m olC ?? ? ? （ 2）用普遍化第二維里系數(shù)關(guān)系式。 39。 1 / 2 39。 7950950510382301138230074009803750074095017202090375095042202030024610....TPRTBPz.).(..BBRTBP../..B../..BrrCCCC..??????????????????????????? m ol/m.. ..Pz RTV 346 10729710482 29031487950 ???? ???? （驗(yàn)證： 222510481 10729744 ??????? ...Vr∴ 使用普遍化第二維里系數(shù)法是正確的。 216. 乙烷是重要的化工原料，也可以作為冷凍劑。立方型狀態(tài)方程中： PRSRKRKvdW 二、 計(jì)算題： （說明：凡是題目中沒有特別注明使用什么狀態(tài)方程的，你可以選擇你認(rèn)為最適宜的方程，并給出理由） 三、 213. 某反應(yīng)器容積為 ，內(nèi)裝有溫度為 0227 C 的乙醇 。 【參考答案】 ： 狀態(tài)方程主要有 立方型狀態(tài)方程（ vdW， RK， SRK， PR）； 多參數(shù)狀態(tài)方程（ virial方程） ； 普遍化狀態(tài)方程（普遍化壓縮因子法、普遍化第二 virial系數(shù)法）、 液相的 Rackett方程 。但對于真實(shí)氣體，由于氣體純組分的非理想性及混合引起的非理想性，使得分壓定律和分體積定律無法準(zhǔn)確地描述 真實(shí)氣體混合物 的 p –V T 關(guān)系。因此，液體的 pVT關(guān)系 往往采用專門計(jì)算 液體體積 的公式計(jì)算，如修正 Rackett方程，它與 立方型狀態(tài)方程 相比，既簡單精度又高 。而兩參數(shù)對應(yīng)狀態(tài)原理為：在相同對比溫度 rT 、對比壓力 rp 下，不同氣體的對比摩爾體積 rV （或壓縮因子 z）是近似相等的，即 ( , )rrZ T P? 。 26 什么是狀態(tài)方程的普遍化方法？普遍化方法有哪些類型？ 【參考答案】 ： 所謂狀態(tài)方程 的普遍化方法是指方程中不含有物性常數(shù) a， b ，而是以對比參數(shù)作為獨(dú)立變量；普遍化狀態(tài)方程可用于任何流體、任意條件下的 PVT 性質(zhì)的計(jì)算。 其物理意義 為： 一般流體 與球形 非極性 簡單 流體 （氬，氪、氙）在形狀和極性方面的偏心度。 23 要滿足什么條件 ， 氣體 才能 液化 ？ 【參考答案】 ： 氣體 只有 在低于 Tc條件下才能被液化。 2） 臨界 點(diǎn) C 的數(shù)學(xué)特征 ： 3） 飽和液相線 是不同壓力下產(chǎn)生第一個(gè)氣泡的那個(gè)點(diǎn)的連線； 4） 飽和汽相線 是不同壓力下產(chǎn)生第一個(gè)液滴點(diǎn)（或露點(diǎn)）那個(gè)點(diǎn)的連線。（ 2）利用可測的熱力學(xué)性質(zhì)（ T， P， V等）計(jì)算不可測的熱力學(xué)性質(zhì)（ H， S， G，等）。（ 1）流體的 PVT 關(guān)系可以直接用于設(shè)計(jì)。 【參考答案】 ： 1） 超臨界流體區(qū) 的特征是： TTc、ppc。 7） 汽液共存區(qū) ：在此區(qū)域溫度壓力保持不變，只有體積在變化。 25 偏心因子的概念 是什么？為什么要提出這個(gè)概念？它可以直接測量嗎？ 【參考答案】 ： 偏心因子 ω 為 兩個(gè)分子間的相互 作用力 偏離分子中心之間的 作用力