化工熱力學(xué)通用型第二、三章答案-資料下載頁
2025-06-27 23:51本頁面
【正文】 及。T/K－125－119－113解：T=，B=－119，且p= 由式（210b）得：由式（3—64）得： 式中：由式（3－65）得： 3－8. 利用合適的普遍化關(guān)聯(lián)式，計(jì)算1kmol的1，3－丁二烯，、550K時(shí)的。已知1，3－丁二烯在理想氣體狀態(tài)時(shí)的恒壓熱容為： ，1，3－丁二烯的臨界常數(shù)及偏心因子為＝425K，＝，Vc＝221106，＝解：550K,理想氣體理想氣體400K,550K,400K,初態(tài) ，參照圖211，初態(tài)用第二Virial系數(shù)關(guān)系式 終態(tài)用三參數(shù)圖（1） 由式（3－78）得： 由式（3－79）得： 由式（2－30）和（2－31）得：（2）計(jì)算理想氣體的焓變和熵變（3）由，查圖（29）和（210）得：查圖（3—4）、（3—6）、（3—8）、（3—10），分別得到：，由式（3－87）得： 由式（3－88）得： （4）3－9. 假設(shè)氯在300K、105Pa下的焓值和熵值為0，試求500K、107Pa下氯的焓值和熵值。解：將計(jì)算分解為以下幾步：500K,理想氣體理想氣體300K,500K,300K,已知氯的臨界參數(shù)為：＝，＝，＝，初態(tài)壓力較低，根據(jù)圖2—11，末態(tài)應(yīng)該使用普遍化的焓差圖和熵差圖進(jìn)行計(jì)算，查圖（3—4）、（3—6）、（3—8）、（3—10），分別得到：，由式（3－87）得： 由式（3－88）得： 查附錄六，氯氣的理想氣體熱容表達(dá)式為：3－10. 、30MPa下的焓與熵。已知在相同條件下，二氧化碳處于理想狀態(tài)的焓值為8377。解：需要計(jì)算該條件下二氧化碳的剩余焓和熵已知二氧化碳的臨界參數(shù)為：＝，＝，＝，根據(jù)圖2—11，應(yīng)該使用普遍化的焓差圖和熵差圖進(jìn)行計(jì)算，查圖（3—4）、（3—6）、（3—8）、（3—10），分別得到：，由式（3－87）得： 由式（3－88）得： 故，故，3－11. 試計(jì)算93℃、1mol乙烷的體積、焓、熵和內(nèi)能。，－18℃時(shí)乙烷的焓、熵為零。已知乙烷在理想氣體狀態(tài)下的摩爾恒壓熱容。解：初態(tài)的溫度，末態(tài)溫度為：先計(jì)算從初態(tài)到末態(tài)的熱力學(xué)性質(zhì)變化，計(jì)算路徑為：,理想氣體理想氣體,（1）計(jì)算剩余性質(zhì)乙烷的臨界參數(shù)為：＝，＝， ＝初態(tài)壓力為常壓，末態(tài)：，根據(jù)圖211，應(yīng)該使用普遍化的第二維里系數(shù)計(jì)算。 由式（3－78）得： 由式（3－79）得： （2）計(jì)算理想氣體的焓變和熵變（3）計(jì)算末態(tài)的體積由式（2－30）和（2－31）得：因此：3－12. 1kg水蒸汽裝在帶有活塞的鋼瓶中，105Pa，溫度為260℃。105Pa。問蒸汽作的功為多少？在此過程中蒸氣吸收的熱量為多少？解：初始狀態(tài)為：；末態(tài)為：查水蒸氣發(fā)現(xiàn)，始態(tài)和末態(tài)均為過熱蒸氣狀態(tài)，查過熱水蒸氣表。題中的溫度和壓力值只能通過查找過熱水蒸氣表并內(nèi)插得到，通過查表和內(nèi)插計(jì)算得到：根據(jù)封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律因?yàn)檫^程可逆，所以故：，3－13. 一容器內(nèi)液態(tài)水和蒸汽在1MPa壓力下處于平衡狀態(tài)，質(zhì)量為1kg。假設(shè)容器內(nèi)液態(tài)和蒸汽各占一半體積，試求容器內(nèi)的液態(tài)水和蒸汽的總焓。解：設(shè)有液體m kg，則有蒸氣（1m）kg查飽和水蒸氣表，在1MPa下飽和蒸氣和液體的密度分別為，則體積分別為：，依照題意：求解得：，查飽和水蒸氣表可以得到：在1MPa下，蒸氣和液體的焓值分別為：，則，總焓值為：3－14. 和分別是壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù)，其定義為和，試證明。對(duì)于通常狀態(tài)下的液體，和都是T和p的弱函數(shù)，在T，p變化范圍不是很大的條件下，可以近似處理成常數(shù)。證明液體從（T1，p1）變化到（T2，p2）過程中，其體積從V1變化到V2。則。解：,此外，對(duì)于液體，和近似為常數(shù)，故上式從至積分得：[3－15]. 在T－S圖和lnp－H上示意性地畫出下列過程（1） 過熱蒸氣等壓冷卻，冷凝，冷卻成為過冷液體；（2） 飽和蒸氣可逆絕熱壓縮至過熱蒸氣；（3） 接近飽和狀態(tài)的氣液混合物，等容加熱、蒸發(fā)成過熱蒸氣；（4） 飽和液體分別作等焓和等熵膨脹成濕蒸氣。（5） 過冷液體等壓加熱成過熱蒸氣。3－16. 空氣在膨脹機(jī)中進(jìn)行絕熱可逆膨脹。始態(tài)溫度T1為230K、105Pa。（1）若要求在膨脹終了時(shí)不出現(xiàn)液滴，試問終壓不得低于多少？（2）105Pa，空氣中液相含量為多少？終溫為多少？膨脹機(jī)對(duì)外做功多少？（3）105Pa，終溫為多少？解：（1）查空氣的T－S圖，其中初態(tài)為T1=230K，p1=105Pa，查得其中絕熱可逆過程是一個(gè)等熵過程沿著等熵線從初態(tài)到末態(tài)為飽和液體（即交于飽和液相線時(shí)），此時(shí)壓力可查得：p2=8atm（2） 若沿著等熵線到壓力為1atm時(shí)，則到了氣液共存區(qū)，查得此時(shí)T2=84K且此時(shí)，飽和狀態(tài)的焓值分別為：， =由熱力學(xué)第一定律，此時(shí)膨脹機(jī)對(duì)外做功34（3） 若過程是通過節(jié)流閥膨脹，即是一個(gè)等焓過程105Pa，終溫為：192K41 / 4
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