化工熱力學課后作業(yè)答案(學生版)(編輯修改稿)
2025-07-25 00:07 本頁面
【文章內容簡介】 系熵增，反之，熵增過程也是吸熱的。（錯。如一個吸熱的循環(huán)，熵變?yōu)榱悖?. 熱力學基本關系式dH=TdS+VdP只適用于可逆過程。（錯。不需要可逆條件，適用于只有體積功存在的封閉體系）4. 象dU=TdSPdV等熱力學基本方程只能用于氣體，而不能用于液體或固相。（錯。能于任何相態(tài)）5. 當壓力趨于零時，（是摩爾性質）。（錯。當M＝V時，不恒等于零，只有在T＝TB時，才等于零）6. 與參考態(tài)的壓力P0無關。（對）7. 純物質逸度的完整定義是，在等溫條件下。（錯。應該是等）8. 理想氣體的狀態(tài)方程是PV=RT，若其中的壓力P用逸度f代替后就成為了真實流體狀態(tài)方程。（錯。因為逸度不是這樣定義的）9. 當時。（錯。當時，）10. 因為，當時，所以。（錯。從積分式看，當時，為任何值，都有；實際上，11. 逸度與壓力的單位是相同的。（對）12. 吉氏函數(shù)與逸度系數(shù)的關系是。（錯 ）13. 由于偏離函數(shù)是兩個等溫狀態(tài)的性質之差，故不可能用偏離函數(shù)來計算性質隨著溫度的變化。（錯。因為：）14. 由于偏離函數(shù)是在均相體系中引出的概念，故我們不能用偏離函數(shù)來計算汽化過程的熱力學性質的變化。（錯?？梢越鉀Q組成不變的相變過程的性質變化）15. 由一個優(yōu)秀的狀態(tài)方程，就可以計算所有的均相熱力學性質隨著狀態(tài)的變化。（錯。還需要模型）二、選擇題1. 對于一均勻的物質，其H和U的關系為（B。因H＝U＋PV）A. HUB. HUC. H=UD. 不能確定2. 一氣體符合P=RT/(Vb)的狀態(tài)方程從V1等溫可逆膨脹至V2，則體系的S為（C。）A.B. 0C.D.3. 對于一均相體系，等于（D。）A. 零B. CP/CVC. RD.4. 等于（D。因為）A.B.C.D.5. 吉氏函數(shù)變化與PVT關系為，則的狀態(tài)應該為（C。因為）A. T和P下純理想氣體B. T和零壓的純理想氣體C. T和單位壓力的純理想氣體三、 填空題1. 狀態(tài)方程的偏離焓和偏離熵分別是和；若要計算和還需要什么性質？；其計算式分別是 和。2. 由vdW方程P=RT/(Vb)a/V2計算,從(T,P1)壓縮至(T,P2)的焓變?yōu)?。；其中偏離焓是。3. 對于混合物體系，偏離函數(shù)中參考態(tài)是與研究態(tài)同溫．同組成的理想氣體混合物。四、計算題1. 試用PR狀態(tài)方程和理想氣體等壓熱容方程計算純物在任何狀態(tài)的焓和熵。設在下的氣體的焓和熵均是零。（列出有關公式，討論計算過程，最好能畫出計算框圖）。解：因為其中，第一項和第二項分別由研究態(tài)和參考態(tài)的偏離焓計算（實際計算中要用計算軟件來完成），第三項由理想氣體熱容積分計算得到。其中，第一項和第二項分別由研究態(tài)和參考態(tài)的偏離熵計算（實際計算中要用計算軟件來完成），第三項由理想氣體熱容積分和理想氣體狀態(tài)方程計算得到。對于PR方程，標準偏離焓和標準偏離熵分別見表31(c)，即其中，理想氣體狀態(tài)的焓，熵隨溫度和壓力的變化，由理想氣體的熱容等計算，如和計算框圖如下2. ℃變化到30MPa和300℃的焓變化和熵變化，既可查水的性質表，也可以用狀態(tài)方程計算。解：用PR方程計算。查附錄A1得水的臨界參數(shù)Tc=；Pc=；ω=另外，還需要理想氣體等壓熱容的數(shù)據(jù)，查附錄A4得到，得到水的理想氣體等壓熱容是為了確定初、終態(tài)的相態(tài)，由于初．終態(tài)的溫度均低于Tc，故應查出初、終態(tài)溫度所對應的飽和蒸汽壓(附錄C1)，P1s=；P2s=。體系的狀態(tài)變化如下圖所示。 計算式如下由熱力學性質計算軟件得到，初態(tài)（蒸汽）的標準偏離焓和標準偏離熵分別是和；終態(tài)（蒸汽）的標準偏離焓和標準偏離熵分別是和；另外，得到和所以，本題的結果是3. 試分別用PR方程和三參數(shù)對應態(tài)原理計算360K異丁烷飽和蒸汽的焓和熵。， Jmol1K1。（參考答案， Jmol1， Jmol1K1）解：查附錄A1得異丁烷的Tc=；Pc=；ω=另外，還需要理想氣體等壓熱容的數(shù)據(jù)，查附錄A4得到，得到異丁烷的理想氣體等壓熱容是(J mol1 K1)初態(tài)是T0=300K，P0=；終態(tài)是T=360K的飽和蒸汽，飽和蒸汽壓可以從Antoine方程計算，查附錄A2，得（MPa）所以，終態(tài)的壓力P=Ps= 計算式如下，因為 Jmol1和 Jmol1K1，由得又從得由熱力學性質計算軟件得到，T=360K和P=另外，得到和所以，本題結果是4. （a）分別用PR方程和三參數(shù)對應態(tài)原理計算，312K的丙烷飽和蒸汽的逸度（）；（b）分別用PR方程和三參數(shù)對應態(tài)原理計算312K，7MPa丙烷的逸度；(c)從飽和汽相的逸度計算312K，7MPa丙烷的逸度，設在1~ g1，且為常數(shù)。解：用Antoine方程A=,B=,C=（a） 由軟件計算可知 (b) 5. 試由飽和液體水的性質估算(a)100℃，(b)100℃，20MPa下水的焓和熵，已知100℃下水的有關性質如下MPa，Jg1，J g1K1, cm3 g1,cm3 g1 K1解：體系有關狀態(tài)點如圖所示 所要計算的點與已知的飽和點是在同一條等溫線上，由 cm3 g1 K1得 又 cm3 g1得當P=，S= Jg1 K1；H= g1；當P=20MPa時，S= K1；H= g1。6. 在一剛性的容器中裝有1kg水，其中汽相占90%（V），加熱使液體水剛好汽化完畢，試確定終態(tài)的溫度和壓力，計算所需的熱量，熱力學能、焓、熵的變化。解：初態(tài)是汽液共存的平衡狀態(tài)，初態(tài)的壓力就是飽和蒸汽壓，Ps=，由此查飽和水性質表（C1）得初態(tài)條件下的有關性質：性質Ps／MPaU／Jg1H／Jg1S／Jg1K1V/cm3g1質量m／g飽和液體
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