化工热力学课后答案.docx

化工热力学课后答案（烧空、推断、画图）第1章绪官一、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.屋在尚未达到平衡时，Q两个相都是均相放开体系；达到平衡时，则,两个相都等价了均相封闭体系。（对）3 .志向气体的培和热容仅是温度的函数。（对）4 .志向气体的燧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ImO1.气体进行了某过程，其体积总是变更着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为八和攵，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有。（对。状态函数的变更仅确定于初、终态与途径无关。）二、填空题1 .状态函数的特点是:状态函数的变更与途径无关，仅确定于初、终态2 .封闭体系中，温度是用勺Imo1.志向气体从（几K）等温可逆地膨胀到（凡K）,则所做的功为W1.tv=RTn（匕/匕）（以朦示）或Wrt1.=71.n（PfPi）似鹿示）。3 .封闭体系中的Imo1.志向气体（己知C；）,按卜列途径由九区和匕可逆地变更至月，则A等容过程的昨O,缶，F,AteB等温过程的忙，g沪，/A0o第2章P-V-T关系和状态方程一、是否题1,纯物质由蒸汽变成液体，必需经过冷凝的相变更过程。（错。可以通过超临界流体区。）2.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。）3,由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积肯定小于同温同压下的志向气体的摩尔体积，所以，志向气体的压缩因子Z=1.实际气体的压缩因子Z<K（错。如温度大于BQy1.e温度时，Z>U）.1.纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而变更。（错。纯物质的三相平衡时，体系自由度是零，体系的状态已经确定。）5 .在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。（对。这是纯物质的汽液平衡准则。）6 .纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、始、热力学能、吉氏函数的变更值均大于零。（错.只有吉氏函数的变更是零。7 .气体混合物的Viria1.系数，如氏C-,是温度和组成的函数。（对。）C绝热过程的%-（C-俨MT，3O，小史#修广I,E4 .1MPa=IOTa=10ba=9.8692a1.11=7500.6211m1.a5 .普适气体常数倍8.314MPacm3mo1.'K,=83.14barcmmo1.iK:出.314Jmo,K1=1.980ca1.mo1.K,o三、填空题1 .表达纯物质的汽平衡的准则有G'（T）=G"（T胧G（7y"）=G（7"）（吉氏函数）、（CIaPeryOn方程）、pa.,）dv=P'fy''-v,（MaXWeU等面积规*则）。它们能（能/不能）推广到其它类型的相平衡。2 .1.yderSen、Pi1.Zer、1.ee-KeSIer和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为'/,Zr'Tr,Pf,/,后和刀解也3 .对于纯物质，肯定温度下的泡点压力与露点压力蛔的（相同/不同）：肯定温度卜的泡点与露点，在2一71?!上是更叠的（重叠/分开），而在rT得上是分开的（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和线,饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽乐,温度称为沸点。4 .对于三混合物，绽开PR方程常数a的表达式，“=八国（1-4产仁I7-1JT«1+y：«2+>1«5+2y>y2（-2）+2y2vjya,<3（1-2）+2>3y1.yayt（-k3t）,其中，卜标相同的相互作用参数有匕",和&”，其值应为1.卜标不同的相互作用参数有心和芋和*m4和时式上作“2g<U如2g“'1.2处叫）,通常它们值是如何得到？从试验数据拟合得到，在没有试脸数据时，近似作零处理。5 .正丁烷的偏心因子=0.193,临界压力A=3.797MPa则在7；毛.7时的蒸汽压为尸=?IoTF=O.2435MPa。五、图示题1 .试定性画出纯物质的户T相图，并在图上指出（八）超临界流体，（b）气相，（c）蒸汽，（d）固相，（e）汽液共存，（f）固液共存，（g）汽固共存等区域；和（三）汽-液-固三相共存线，（i）7>7TcT,、T=Z的等温线。V2 .试定性探讨纯液体在等压平衡汽化过程中，.，（=/、s、G）陨阴J变更（可定性作出加7图上的等压线来说明）。六、证明题1.由式2-29知，流体的Boy1.e曲线是关于的点的轨.迹。证明VdW流体的BOyIe曲线是（“-bRTfv2-2abV+ab2=O证明:由VdW方程得RTaRTV3Van+=OV-bV2(V-b)2Vi整理得BOyIe曲线(a-hRT2-2abV+(ib2-0第3章均相封闭体系热力学原理与其应用一、是否题1 .热力学基本关系式皆只适用于可逆过程。（错。不须要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系）2 .当压力趋于零时，M（r.P）-M*（7）=0（M是摩尔性质）。（错。当V=F时，不恒等于零，只有在六渊，才等于零3 .纯物质逸度的完整定义是，在等温条件卜，dG=K7i1.n°（错。应当是Gy=门山（丹）等）4 .当P->0时，/P>（错。当PTO时，fP）5 .因为，当PTO时，展1,所以，V-=0.（错。从枳分式看，当夕TO时，丫-等为任何值，都有=1；事实上，6 .吉氏函数与逸度系数的关系是Gcr.0-（产（7J=I）=KrIn0。（错G（T.P）-G1.（T,P=I）=Knn/）7,由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不行能用偏离函数来计算性质随着温度的变更。(错。因为：M(T2.P2)-M(T1.P,)=w(7,R)-.w1'(,分)-w(,)-1(,>,)+,wW优/J-M&亿,/>,)三、填空题1.状态方程的偏离焰和偏离燃分别是-"!1T学卜J愣+6-7部P=W>和一+R哈疆凰H畏却f若要计算“优.幻_，(7")和S优鸟)-S(716)还须要什么性质？空其计算式分别是，优.八)-(?；./1J,优,玛卜HRg)H/上闻-WJkM(TJ心伍)r,Ty和=bp,-bpt+Jcjfdr=MA-4)+JCmdr%s(2,ft)-s,)=卜优,)-S'v(T2.i,)-5(7,p1.)-5*(.)÷s,r(T2,1)-5,i(7i,4)=YIn%+dn二+j空<T=Y1.n空+j空"2 .对混合物体系，偏离函数中参考态是与探讨态同温.同组成的志向气体混合物.五、图示题1,将下列纯物质经验的过程表示在PT',InP-",7-5|第上（八）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；(b)过冷液体等压加热成过热蒸汽：(C)饱和蒸汽可逆绝热膨胀:(d)饱和液体恒容加热;(e)在临界点进行的恒温膨胀.解:第4章非均相封闭体系热力学一、是否题表示为O(错。因对于一个均相放开系统，力是一个变数，即产°)2,对于志向溶液，全部的混合过程性质变更均为零。(错。匕H,U,Cf;C的混合过程性质变更等于零，对5,G,月则不等于零)3 .对于志向溶液全部的超额性质均为零。(对。因ME=M-4 .体系混合过程的性质变更与该体系相应的超额性质是相同的。(错。同于4)5 .志向气体有F=P,而志向溶液有向巴。（对。因*ZiXjf'=而K=1.)6,温度和压力相同的两种志向气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总燧为原来两气体焙之和。（错。总烯不等于原来两气体的燃之和7 .因为侬（或活度系数）模型是温度和组成的函数，故理论上兀与压力无关.（错。理论上是7,P.组成的函数。只有对低压下的液体，才近似为用】组成的函数）8纯流体的汽液平衡准则为fr=fI（对）9 .混合物体系达到汽液平衡时，总是有斤=',=/'，1/?=月o（错。两相中组分的逸度、总体逸度均不肯定相等）10 .志向溶液肯定符合1.eWiS-RandaU规则和Hen1.y规则。（对）、填空题1.填表偏摩尔性质（W）溶液性质（JzI关系式（JW=ZmM）1.n()InfInIn>=ntIniGRTG£依丁=£勺1叱,2,有人提出了肯定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是½=v1（+rtx,）,vj=v,（+x1）,其中匕,%为纯组分的摩尔体积,a,6为常数，问所提出的模型是否有问题？由GibbS-DUhCm方程得，a,b不行能是常数，故提出的模型有问题：若模型改为½=v1（i+rb.v,=v,（i+>f）,状况乂如何？由GibbS-DUhem方程得，故提出的模¾j有肯定的合理性。3.常温'常压条件卜二元液相体系的溶剂组分的活度系数为IR=%+左（是常数），则溶质组分的活度系数表达式是In匕。解：xidIn1.+xidIn2=O,得=-(2av,+3供:)c1.x,=(2+34)Ai+3闵从玉=0（此时A=I）至随意的勺积分，得In2-In1=J(2a+3M+3fix；卜内=二区:"x1.2+xi=o2五、图示题1.下图中是二元体系的对称归一化的活度系数泮益与组成的关系部分曲线，清补全两图中的活度系数随液相组成变更的曲线：指出哪一条曲线是或曲线两端点的含意；体系屈何种偏差。解，以上虚线是依据活度系数的对称归一化和不对称归一化条件而得到的。第5章非均相体系热力学性质计算一、是否题1 .在肯定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不行能相同。（错，在共沸点时相同）2 .在（1）（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分、则X所，为儿。（错，若系统存在共沸点，就可以出现相反的状况）3 .在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是审组分，若温度肯定，则体系的压力，随着阳的增大而增大。（错，理由同6）4,纯物质的汽液平衡常数偿于1。（对，因为内=X=I）5,下列汽液平衡关系是错误的0=/foAMZ七。（错，若，组分采纳不耐称归一化，该式为正确）6 .对于志向体系，汽液平衡常数A；（=",），只与八M关，而与组成无关。（对，可以从志向体系的汽液平衡关系证明）7 .对于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1。（对）8 .能满意热力学一样性的汽液平衡数据就是高质量的数据。（错）9 .逸度系数也有归化问题。（错）10EOS+7法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡.（错）、填空题1 .说出下列汽液平衡关系适用的条件/；/无限制条件;可y；=®3无限制条件：（3）Py1.p,y1.x1.低压条件卜.的非志向液相。2 .内胆（1）-甲醇（2）二元体系在98.66KPa时，恒沸组成M=M=O.796,恒沸温度为327.6K,已知此温度卜,的片1.,9S.39.V6S.06kPa则van1.aar方程常数是/112=0.587.力21=717（已知Van1.aar方程为）1 .组成为同=0.2,2=0.8,温度为300K的二元液体的泡点组成力的为（己