化工熱力學(xué)答案(3章)

1、-作者xxxx-日期xxxx化工熱力學(xué)答案(3章)【精品文檔】3-1. 物質(zhì)的體積膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)的定義分別為：，。試導(dǎo)出服從 狀態(tài)方程的和的表達(dá)式。解： 方程由()的性質(zhì)得 又 所以 故 3-2. 某理想氣體借活塞之助裝于鋼瓶中，壓力為34.45，溫度為93，反抗一恒定的外壓力3.45 而等溫膨脹，直到兩倍于其初始容積為止，試計(jì)算此過(guò)程之、Q和W。解：理想氣體等溫過(guò)程，=0、=0 又 理想氣體等溫膨脹過(guò)程0、 =(K) 3665.7632109.26 (K) (K) (K)= 3-3. 、溫度為773K下的內(nèi)能、焓、熵、和自由焓之值。假設(shè)氮?dú)夥睦硐霘怏w定律。已知： 時(shí)氮的與溫度的關(guān)系

2、為；（2）假定在0及 時(shí)氮的焓為零；（3）在298K及 時(shí)氮的熵為191.76(K)。3-4. 設(shè)氯在27、 下的焓、熵值為零，試求227、10 下氯的焓、熵值。已知氯在理想氣體狀態(tài)下的定壓摩爾熱容為解：分析熱力學(xué)過(guò)程 1R H2R 1R S2R 查附錄二得氯的臨界參數(shù)為：417K、7.701、(1)的剩余焓和剩余熵 T1/ 300/417=0.719 P1利用普維法計(jì)算 又 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得91.41、 ( K)(2)理想氣體由300K、0.1到500K、10過(guò)程的焓變和熵變 = ( K)(3) 500K、10的理想氣體轉(zhuǎn)換為真實(shí)氣體的剩余焓和剩余熵 T2/ 500/417=1.199 P2利

3、用普維法計(jì)算 又 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得3.41、 ( K)21= H2= S21= S2 ( K)3-5. 試用普遍化方法計(jì)算二氧化碳在473.2K、30 下的焓與熵。已知在相同條件下，二氧化碳處于理想狀態(tài)的焓為8377 ，熵為-25.86 (K).解：查附錄二得二氧化碳的臨界參數(shù)為：304.2K、7.376、利用普壓法計(jì)算查表，由線性內(nèi)插法計(jì)算得出： 由、計(jì)算得： ( K) 4.377+8.377=4 ( K)3-8. 試估算純苯由013 、80的飽和液體變?yōu)?.013 、180的飽和蒸汽時(shí)該過(guò)程的、和 ；飽和液體在正常沸點(diǎn)下的體積為 cm3；定壓摩爾熱容；第二維里系數(shù)。解：1.查苯的物性參數(shù)：5

4、62.1K、4.894、V 由兩項(xiàng)維里方程（1）飽和液體（恒T、P汽化）飽和蒸汽 30733 K（2）飽和蒸汽（353K、0.1013）理想氣體 點(diǎn)（、）落在圖2-8圖曲線左上方，所以，用普遍化維里系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。由式（3-61）、（3-62）計(jì)算（3）理想氣體（353K、0.1013）理想氣體（453K、1.013） （4）理想氣體（453K、1.013）真實(shí)氣體（453K、1.013）點(diǎn)（、）落在圖2-8圖曲線左上方，所以，用普遍化維里系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。由式（3-61）、（3-62）計(jì)算3-10. 一容器內(nèi)的液體水和蒸汽在1壓力下處于平衡狀態(tài)，質(zhì)量為1。假如容器內(nèi)液體和蒸汽各占一半體積，試求

5、容器內(nèi)的液體水和蒸汽的總焓。 解：查按壓力排列的飽和水蒸汽表，1時(shí)，根據(jù)題意液體和蒸汽各占一半體積，設(shè)干度為x則解之得：所以3-13. 試采用方程求算在227、5 下氣相正丁烷的剩余焓和剩余熵。解：查附錄得正丁烷的臨界參數(shù)：425.2K、3.800、又方程： 試差求得：5.6110-4m3 3-14. 假設(shè)二氧化碳服從狀態(tài)方程，試計(jì)算50、 時(shí)二氧化碳的逸度。 又迭代求得：m3 3-15. 試計(jì)算液態(tài)水在30下，壓力分別為（a）飽和蒸汽壓、（b）100105下的逸度和逸度系數(shù)。已知：（1）水在30105；（2）30，0100105范圍內(nèi)將液態(tài)水的摩爾體積視為常數(shù)，其值為3；（3）1105以下的水蒸氣可以視為理想氣體。解：（a）30，0.0424105汽液平衡時(shí)，又1105以下的水蒸氣可以視為理想氣體，0.0424105110530、0.0424105下的水蒸氣可以視為理想氣體。又 理想氣體的（b）30，100105 3-16. 有人用A和B兩股水蒸汽通過(guò)絕熱混合獲得0.5的飽和蒸汽，其中A股是干度為98的濕蒸汽，壓力為0.5，流量為1；而B股是473.15K，0.5的過(guò)熱蒸汽，試求B股過(guò)熱蒸汽的流量該為多少？解：A股：查按壓力排列的飽和水蒸汽表， 0.5（151.9）時(shí)， 根據(jù)題意，為等壓過(guò)程，忽略混合過(guò)程中的散熱損失，絕熱混合 = 0，所以 混合前后焓值不變?cè)O(shè)B股過(guò)