化工热力学课后答案

化工热力学课后谜底（填空、判断、画图）之公保含烟

创作第1章绪言一、是否题封锁体系的体积为一常数.（错）封锁体系中有两个相，.在尚未到达平衡时，，两个相都是均相封锁体系；到达平衡时，则，两个相都等价于均相封锁体系.（对）理想气体的粉和热容仅是温度的函数.（对）理想气体的炳和吉氏函数仅是温度的函数.（错.还与压力或摩尔体积有关.）封锁体系的1mol气体停止了某一进程，其体积总是变卦着的，然则初态和终态的体积相等，初态和终态的温度辨别为T2T1和T2,则该进程的UCvdT；同样，关于初、终态压力相TiT2等的进程有HCPdT.（对.状态函数的变卦仅决议于初、终态T1与途径无关.）二、填空题

状态函数的特点是：状态函数的变卦与途径无关，仅决议于初、终态.封锁体系中，温度是T的1mol理想气体从（Pi,Vi）等温可逆地膨胀到（Pf,Vf），则所做的功为WrevRTlnVi/Vf（以V暗示）或WrevRTlnPf/P（以P暗示）.封锁体系中的1mol理想气体（已知黄），按下列途径由T1、P1和V1可逆地变卦至P2,则A等容进程的W=0,Q=C^R兰1T1,PiU=C咎R些1T1,H=C咎些1T1.PiB等温进程的W=RTln旦，Q=RTln旦，U=0,H=P2PL0第2章P-V-T关系和状态方程一、是否题纯物质由蒸汽酿成液体，必需经过冷凝的相变卦进程.（错.若温度可以通过超临界流体区.）当压力年夜于临界压力时，纯物质就以液态存在.（错.若温度也年夜于临界温度时，则是超临界流体.）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.（错.如温度年夜于Boyle温度时，Z>1.）纯物质的三相点随着所处的压力或温度的分歧而改动.（锂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.）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.）纯物质的平衡汽化进程，摩尔体积、粉、热力学能、吉氏函数的变卦值均年夜于零.（错.只有吉氏函数的变卦是零.）气体混合物的virial系数，如B,C…，是温度和组成的函数（对.）RC绝热进程的w=黄另糖1,Q=0,TOC\o"1-5"\h\zRRC饵RP1V1只勇igP2C?U=—P—1,H=Cp—1Ti.RPPPi1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg.普适气体常数R=8.314MPacm3mol-1K-1=83.14barcm3mol-1K-1=8.314Jmol-1K-1=1.980calmol-1K-1.

三、填空题表达纯物质的汽平衡的准则有GsvTGslT或GT,VsvGT,Vslsvan、一（吉氏函数）、呢―—（Claperyon方程）、dTTVvapVsvp（T,v）dvpsVsvVsl（Maxwell等面积规则）.它们能（能/不Vsl能）推广到其它类型的相平衡.Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数辨别为Tr,Pr,Zc、Tr,Pr,、T「,Pr,和T「,Pr,.关于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/分歧）；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.关于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，TOC\o"1-5"\h\z33jayiyjJaiiajj（1kij）—i1j12y〔a122y?a2y3a32y〔y2va1a21k〔22y2y^a2a31k232y3y^a3a11k31,才、中，下标相同的相互作用参数有EM和k33，其值应为1；下标分歧的相互作用参数有k12和k21,k23和k32,k3i和k〔2（已作kl2k21,k23k32,k31k12处理）,通甬匕们值是如何失掉？从实验数据拟台失掉，在没有实验数据时，近似作零处置5.正丁烷的偏心因子PsPc102y〔a1五、图示题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）汽液共存，（f）固液共存，（g）汽固共存等区域；和（h）汽-液-固三相共存线，（i）T>Tc、T<Tc、T=Tc的等温线.试定性讨论纯液体在等压平衡汽化进程中，M（=V、S、G）随T的变卦（可定性作出M-T图上的等压线来说明）.六、证明题由式2-29知，流体的Boyle曲线是关于-Z0的点的轨迹.证明vdw流体的Boyle曲线是abRTV22abVab20PVTPVT证明：由岂RTV由vdW方程得整理得Boyle曲线

第3章均相封锁体系热力学原理及其应用、是否题1.热力学根本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆进程.（错.不1.需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封锁体系）2.当压力趋于零时，MT,PMigT,P02.当压力趋于零时，MT,PMigT,P0（M是摩尔性质）.（错3.当M=V时，不恒等于零,只有在T=TB时，才等于零）纯物质逸度的完整定义是,在等温条件下,dGRTdlnf.(错RTlnf/P0等)4.事先P0,f,P.(错.事先P0,4.事先P0,f,P.(错.事先P0,f/P1）5.P因为ln■VRT0所以,曳0.(错P从积分式看，事先P0,V晋为任何值，都有1；实际上,RTlimV0P0PTTb6.吉氏函数与逸度系数的关系是G6.吉氏函数与逸度系数的关系是GT,PGigT,PRTlnG(T,P)Gig(T,P1)RTlnf)7.由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不成能用偏离函数来计算性质随着温度的变卦.（错.因为：MT2,P2MigT2,P0MT1,P1MigT1,P0MigT2,P0MigT1,P0三、填空题1.状态方程P(Vb)RT的偏离帽和偏离炳辨别是PPHHigVT0VTdPP0RTbPRT一dPPbP和SS0gPRln—PoPR0PVTpPdP0RR“——dPPP0；若要计算HT2，P2HTi，P和ST2，P2STi，Pi还需要什么性质？冬；其计算HT2,P2HTi,PiHT2,P2bP2bP1HigT2T2C昌dTTiHTi,PibP2PiHigT1T2C^dTT1HigT2HigT1和ST2,P2STi,PiST2，P2SigT2，PoST1，P1SigT1，PoSigT2，P。Sig^尸。Rln-P2Rln旦CPLdTRln-P2C^dTPoPoTTPiTTT1T1关于混合物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温.同组成的理想气体混合物五、图示题将下列纯物质阅历的进程暗示在P-V,lnP-H,T-S图上过热蒸汽等温冷凝为过冷液体;过冷液体等压加热成过热蒸汽;饱和蒸汽可逆绝热膨胀；饱和液体恒容加热；(e)在临界点停止的恒温膨胀.解:第4章非均相封锁体系热力学一、是否题

偏摩尔体积的定义可暗示为nVn'T,P,XiT,P,x.（错.因关于n'T,P,XiT,P,x.（错.因关于一个均相封锁系统，n是一个变数，即n/niT,P,ni°）关于理想溶液，所有的混合进程性质变卦均为零.（错.V,H,U,CP,CV的混合进程性质变卦等于零，对S,G,A则不等于零）关于理想溶液所有的逾额性质均为零.（对.因MEMMis）体系混合进程的性质变卦与该体系相应的逾额性质是相同的.（错.同于4）?isJi'i♦i)理想气体有f=P,而理想溶液有？i.（对.因PxiPxiP7温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，?isJi'i♦i)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，总炳为原来两气体炳之和.（错.总炳不等于原来两气体的炳之和）因为GE（或活度系数）模型是温度和组成的函数，故实际上i与压力无关.（错.实际上是T,P,组成的函数.只有对高压下的液体，才近似为T和组成的函数）纯流体的汽液平衡准则为fV=fl.（对）混合物体系到达汽液平衡时，总是有?vf?fvf'f■vf.'〈错两相中幺日今^的演庶、凹/水1|1|1，'|1|..Mln十*刀口女、心、I令逸度均纷歧定相等）理想溶液一定契台Lewis-Randall规则和Henry规则.（对.）、填空题1.填表偏摩尔性质（町）溶液性质（M）关系式（mxiMi)ln?女lnflnfxlnxiln?ilnlnxln?ilnigE/rtgE/rtxilni有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是VVi（1ax2）,V2V2（1bx〔），其中V1,V2为纯组分的摩尔体积，a,b为常数，问所提出的模型是否有问题？由Gibbs-Duhem方程得，a,a,b不成能是常数，故提出的模型有问题；若模型改为V1V1（1ax2）,V2V2（1bx2），情况又如何？由Gibbs-Duhem方程得，aV2b,故提出的模型有V_一定的合感性.

常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的活度系数为ln1x2x3（,是常数），则溶质组分的活度系数表达式是ln2—x12x3.2解：由x1dln1x2dln20,得从x10此时21至任意的x1积分，得五、图示题下图中是二元体系的对称归一化的活度系数1,2与组成的关101，21，2虚线是汲据活度系数的北称归一化出分歧毛病称归一化系局部曲线，请补全两图中的活度系数随液相组成变卦的曲线；指出哪一条曲线是或101，21，2虚线是汲据活度系数的北称归一化出分歧毛病称归一化解，以上条件而失掉的第5章非均相体系热力学性质计算、是否题在一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不成能相同.（错，在共沸点时相同）在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，则yixi,y2X2.（错，若系统存在共沸点，就可以呈现相反的情况）在（1）-（2）的体系的汽液平衡中，若（1）是轻组分，（2）是重组分，若温度一定，则体系的压力，随着为的增年夜而增年夜.（错，理由同6）纯物质的汽液平衡常数K等于1.（对，因为X1y11）下列汽液平衡关系是毛病的Pyi?ivHi,Solvent*Xi.（错，若i组分采用分歧毛病称归一化，该式为正确）关于理想体系，汽液平衡常数Ki（=yi/xi），只与T、P有关，而与组成无关.（对，可以从理想体系的汽液平衡关系证明）关于负偏差体系，液相的活度系数总是小于1.（对）能满足热力学一致性的汽液平衡数据就是高质量的数据.（错）逸度系数也有归一化问题.（错）EOS+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）、填空题说出下列汽液平衡关系适用的条件?vf?1限制条件?Vyi2为限制条件PyiPisiXi压条件下的非理想液相.丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa时，恒沸组成xl=yl=0.796,恒沸温度为327.6K,已知此温度下的Ps95.39,P2s65.06kPa则vanLaar方程常数是(已知vanLaar方程为GE了21；；)组成为x1=0.2,x2=0.8，温度为300K的二元液体的泡点组成y1的为(已知液相的GtE75n〔n2/(n1n2),Rs1866我3733Pa)0.334.若用EOS+法来处置300K时的甲烷(1)一正戊烷(2)体系的汽液平衡时，主要困难是P1s25.4MPa饱和蒸气压太高，不容易简化；(EOS+y法关于高压体系需矫正).EOS规律计算混合物的汽液平衡时，需要输入的主要物性数据是TCi,PCi,Ci,kij，通常如何失掉相互作用参数的值？_从混合物的实验数据拟台失掉.由Wilson方程计算常数减压下的汽液平衡时，需要输入的数据是Antoine常数Ai,Bi,Ci;Rackett方程常数a,P;能量参数（jQ（i,j1,2,N）,Wilson方程的能量参数是如何失掉的？能从混合物的有关数据（如相平衡）失掉.五、图示题1描述下列二元Txy图中的变卦进程ABCD：这是一个等压定（总）组成的降温进程.A处于汽相区，降温到B点时,即为露点，开端有液滴冷凝，随着温度的持续下降，发作的液相量增加，而汽相量增加，当到达C点，即泡点时