《化工热力学》第二三版陈新志课后习题答案文档格式.docx

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第1章绪言

一、是否题

3.封闭体系中有两个相

。

在尚未达到平衡时，

两个相都是均相敞开体系；

达到平衡时，则

两个相都等价于均相封闭体系。

（对）

4.理想气体的焓和热容仅是温度的函数。

5.理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

（错。

还与压力或摩尔体积有关。

）

第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程

2.纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。

可以通过超临界流体区。

3.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。

若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。

4.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。

如温度大于Boyle温度时，Z＞1。

7.纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。

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。

8.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。

它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）

9.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。

10.若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。

11.纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。

只有吉氏函数的变化是零。

12.气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数。

13.三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体。

三对数对应态原理不能适用于任何流体，一般能用于正常流体normalfluid）

14.在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。

简单流体系指一类非极性的球形流，如Ar等，与所处的状态无关。

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（C。

参考P－V图上的亚临界等温线。

A.饱和蒸汽B.超临界流体C.过热蒸汽

2.T温度下的过冷纯液体的压力P（A。

参考P－V图上的亚临界等温线。

A.>

B.<

C.=

3.T温度下的过热纯蒸汽的压力P（B。

5.能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（A。

要表示出等温线在临界点的拐点特征，要求关于V的立方型方程）

A.第三virial系数B.第二virial系数C.无穷项D.只需要理想气体方程

6.当

时，纯气体的

的值为（D。

因

）

A.0B.很高的T时为0C.与第三virial系数有关D.在Boyle温度时为零

3、填空题

2.表达纯物质的汽平衡的准则有（吉氏函数）、

（Claperyon方程）、

（Maxwell等面积规则）。

它们能推广到其它类型的相平衡。

3.Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为

、

、和

4.对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；

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，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，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。

6.对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，

=

，其中，下标相同的相互作用参数有

，其值应为1；

下标不同的相互作用参数有

到，在没有实验数据时，近似作零处理。

，通常它们值是如何得到？

从实验数据拟合得

7.简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。

8.偏心因子的定义是

，其含义是

9.正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力P=3.797MPa则在T=0.7时的蒸汽压为

cr

MPa。

10.纯物质的第二virial系数B与vdW方程常数a，b之间的关系为

四、计算题

，且

2.在常压和0℃下，冰的熔化热是334.4Jg-1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cm3g-1

0℃时水

的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa和2508Jg-1，请由此估计水的三相点数据。

解：

在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。

对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K，101325Pa；

并能计算其斜率是

PaK-1

熔化曲线方程是

对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15K，610.62Pa；

也能计算其斜率是

PaK-1

汽化曲线方程是

解两直线的交点，得三相点的数据是：

Pa，K

7.用Antoine方程计算正丁烷在50℃时蒸汽压；

用PR方计算正丁烷在50℃时饱和汽、液相摩尔体积（用软件计算）；

再用修正的Rackett方程计算正丁烷在50℃时饱和液相摩尔体积。

（液相摩尔体积的实验值

是106.94cm3mol）。

解：

查附录得Antoine常数：

A=6.8146,B=2151.63,C=-36.24

c

临界参数T=425.4K,P=3.797MPa,ω=0.193

修正的Rackett方程常数：

α=0.2726,β=0.0003

由软件计算知

，

利用Rackett方程

8.试计算一个125cm3的刚性容器，在50℃和18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？

分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（PR方程可以用软件计算）。

查出Tc=190.58K,Pc=4.604MPa,ω=0.011

利用理想气体状态方程

PR方程利用软件计算得

五、图示题

2.试定性画出纯物质的P-V相图，并在图上指出（a）超临界流体，（b）气相，（c）蒸汽，（d）固相，（e）