化工热力学_第三版_陈钟秀编-齐齐哈尔大学-化工学院-赵云鹏老师-第二章_习题.pdf

第二章 习题 一 概念 维里系数 第二virial系数表示两个分子碰撞或相互作用导致的与气体理想性的差异 第三virial系数则反应三个分子 碰撞或相互作用导致的与气体理想性的差异 对于特定的物质 它们是温度的函数 对比态原理 对于不同的流体 当具有相同的对比温度和对比压力时 则具有大致相同的压缩因子 并且其偏离理 想气体的程度相同 立方型状态方程 混合规则 将状态方程中的常数项表示为组成x以及纯物质参数项的函数 这种函数关系称作为混合规则 作用 反映组成x对混合物p V T性质的影响 超临界流体 密度接近于液体 而传递性质则接近于气体 可作为特殊的萃取溶剂和反应介质 偏心因子 纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系 虚拟临界参数 将混合物视为假想的纯物质 将虚拟纯物质的临界参数 二 问题 1 分析纯物质的 P T P V 图 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零 数学上表达式 0 C TT V p 0 2 2 C TT V p 2 掌握状态方程的作用 立方型范德华方程中参数 a 和 b 的意义 二阶舍项维里方程式及维里系数的物 理意义 状态方程作用 1 表示在较广泛的范围内 p V T 之间的函数关系 2 通过它计算不能直接从实验测得的其他热 力学性质 3 用状态方程可进行相平衡和化学反应平衡计算 立方型范德华方程中 参数 a 表征了分子间的引力 参数 b 表示气体总体积中包含分子本身体积的部分 二阶舍项的维里方程 其形式为 virial 系数物理意义 从统计力学分析 它们具有确切的物理意义 第二 virial 系数表示两个分子碰撞或相互作用导致 的与气体理想性的差异 第三 virial 系数则反应三个分子碰撞或相互作用导致的与气体理想性的差异 对于特定的物质 它们是温度的函数 3 运用 R K 方程进行计算 3 9 3 3 5 0 brrr a br r r VVTV T p 1 log1 s r r pa T c s s r p p p V B Z 1pB 1 RT Bp 1 Redlich Kwong 方程 a b 为 RK 参数 与流体的特性有关 可以用下式计算 4 简述对应态原理 偏心因子的定义 三参数对应态原理 普遍化方程 对比态原理 对于不同的流体 当具有相同的对比温度和对比压力时 则具有大致相同的压缩因子 并且其偏离理 想气体的程度相同 偏心因子 纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系 三参数对应态原理 对于所有相同的流体 若处在相同的 下 其压缩因子Z必定相等 压缩因子Z的关系 式为 普遍化状态方程 指用对比参数 代替变量T p V 消去状态方程中反映气体特性的常数 适用于任 何气体的状态方程 三 判断题 1 纯物质由蒸汽变成固体 必须经过液相 错 2 纯物质由蒸汽变成液体 必须经过冷凝的相变化过程 错 3 当压力大于临界压力时 纯物质就以液态存在 错 4 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大 饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小 对 5 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变 错 6 三参数的对应原理较两参数优秀 对 因为前者适合于任何流体 错 7 纯物质气体的virial系数 如B C 仅是温度的函数 错 8 在压力趋于零的极限条件下 所有的流体将成为简单流体 错 9 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 错 四 填空题 1 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零 数学上可以表示为 点在CVP T 0 和 点在CVP T 0 22 5 0 bVVT a bV RT p cc pRTb 08664 0 cc pTRa 42748 0 5 22 1 log1 s r r pa T c s s r p p p r p r T 1 0 ZZZ r p r T r V 2 Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为 rr PT Lydersen的三参数对应态原理的三个参数分别 为 ZcPT rr 3 对三元混合物 展开第二virial系数 ij ij ji ByyB 3 1 3 1 3113233212213 2 32 2 21 2 1 222ByyByyByyByByBy 其中 涉及了下标相同的virial系数有 321 BBB 它 们表示两个相同分子间的相互作用 下标不同的virial系数有 312312 BBB 它们表示两个不同分子间 的相互作用 4 正 丁 烷 的 偏 心 因 子 0 193 临 界 压 力Pc 3 797MPa则 在Tr 0 7 时 的 蒸 汽 压 为 2435 010 1 c s PPMPa 五 选择 1 下列方程中不是气体状态方程的是 D A R K方程B BWR方程C Virial方程 D Wohl方程 2 对气体氩其偏心因子 等于 B A 1B 0C 2D 3 3 Pitzer提出的由偏心因子 计算第二维里系数的普遍化关系式是 C 式中B0 B1可由Tr计算出 A B B0B1 B B B0 B1 C BPc RT B0 B1 D B B0 B1 4 真实气体在 D 的条件下 其行为与理想气体相近 A 高温高压 B 低温