1、精品文檔化工熱力學課后答案( 填空、判斷、畫圖)第1章緒言一、是否題封閉體系的體積為一常數(shù)。 （錯）2.封閉體系中有兩個相,。在尚未達到平衡時，,兩個相都是均相敞開體系；達到平衡時，則,兩個相都等價于均相封閉體系。（對）3.理想氣體的焓和熱容僅是溫度的函數(shù)。（對）4.理想氣體的熵和吉氏函數(shù)僅是溫度的函數(shù)。（錯。還與壓力或摩爾體積有關(guān)。）封閉體系的 1mol 氣體進行了某一過程， 其體積總是變化著的， 但是初態(tài)和終態(tài)的體積相T2等，初態(tài)和終態(tài)的溫度分別為T1和 T2，則該過程的UCV dT ；同樣，對于初、終態(tài)T1T2壓力相等的過程有HC P dT 。（對。狀態(tài)函數(shù)的變化僅決定于初、終態(tài)與途徑無

2、關(guān)。 ）T1二、填空題1.狀態(tài)函數(shù)的特點是：狀態(tài)函數(shù)的變化與途徑無關(guān)，僅決定于初、終態(tài)。封閉體系中，溫度是 T的 1mol理想氣體從 ( Pi ， Vi ) 等溫可逆地膨脹到 ( Pf， Vf ) ，則所做的功為 WrevRT ln Vi V f( 以 V表示 ) 或 WrevRT ln PfPi( 以 P表示 ) 。封閉體系中的 1mol理想氣體 ( 已知 C Pig ) ，按下列途徑由 T1、 P1和 V1可逆地變化至 P2，則A 等容過程的=0，=igRP21 T1，錯誤!未找到引用源。WQCPP1UigP21 T1igP21 T1。=CP RP1，錯誤 ! 未找到引用源。 H= C P

3、P1B等溫過程的WP1QP1錯誤 ! 未找到引用源。 U錯誤 !=RT lnRT ln， =P2= 0P2未找到引用源。 H= 0。第 2 章關(guān)系和狀態(tài)方程一、是否題.精品文檔1.純物質(zhì)由蒸汽變成液體，必須經(jīng)過冷凝的相變化過程。（錯?？梢酝ㄟ^超臨界流體區(qū)。）2.當壓力大于臨界壓力時，純物質(zhì)就以液態(tài)存在。（錯。若溫度也大于臨界溫度時，則是超臨界流體。）由于分子間相互作用力的存在， 實際氣體的摩爾體積一定小于同溫同壓下的理想氣體的摩爾體積，所以，理想氣體的壓縮因子 Z=1，實際氣體的壓縮因子 ZTc、 TTc、 T=Tc的等溫線。超臨界流體PCGS/LV/L三相線V/SVV2. 試定性討論純液體在

4、等壓平衡汽化過程中，M（= V、 S、G）隨 T的變化（可定性作出 M-T圖上的等壓線來說明） 。P=常數(shù)P=常數(shù)P= 常數(shù)P=常數(shù)GCPVST=T bT=T bT=T bT=T b六、證明題1. 由式 2-29 知，流體的Boyle 曲線是關(guān)于Z的點的軌跡。證明vdW流體的 Boyle 曲0P T線是 a bRT V 22abV ab20.精品文檔證明： 由Z1PP0P TV0得P VRTPVTVT由 vdW方程得RTaRTV3VaVb V 2V b 2V 30整理得 Boyle 曲線abRT V22ab20abV第 3 章 均相封閉體系熱力學原理及其應用一、是否題熱力學基本關(guān)系式 dH=T

5、dS+VdP只適用于可逆過程。 （錯。不需要可逆條件，適用于只有體積功存在的封閉體系）2.當壓力趨于零時，M T,PM ig T , P0 （ M 是摩爾性質(zhì)） 。（錯。當 MV時，不恒等于零，只有在 T TB時，才等于零）3.純物質(zhì)逸度的完整定義是，在等溫條件下，dGRTd ln f 。（錯。應該是 GG0igRT lnfP0等）4.當 P0時， f P。（錯。當 P0 時， fP1 ）1PRTRT5.因為 lnV0 時，1 ，所以， V。（錯。從積分dP ，當 P0RTPP0式看，當 P0時， VRT 為任何值，都有1；實際上，lim VRT0PP 0PT TB6.吉氏函數(shù)與逸度系數(shù)的關(guān)系

6、是GT,PG ig T , P1 RT ln。（錯 G(T ,P)G ig (T ,1) RT ln f ）由于偏離函數(shù)是兩個等溫狀態(tài)的性質(zhì)之差， 故不可能用偏離函數(shù)來計算性質(zhì)隨著溫度的變化。（錯。因為：M T2, P2M T1,P1）M ig T , PM T , P M igM ig T , PM T, PT , PM ig T , P222011102010三、 填空題.精品文檔1.狀態(tài)方程P(Vb)RT 的偏離焓和偏離熵分別是PVPH H igV TdP0T P0PRTb T R dP bP 和PPPigPRVdPRR0 ；若要計算 H T2 , P2H T1,P1S S0R lndP

7、P0 0PTP0PP和ST2,P2S T1, P1還需要什么性質(zhì)？C Pig；其計算式分別是H T2,P2H ig T2H T1, P1H ig T1H ig T2H ig T1H T2, P2H T1, P1T2T2bP2 bP1C Pig dTb P2 P1C Pig dTT1T1和S T2,P2S T1,P1S T2, PSig T , PST ,PS igT , PSigT2, PSigT , P2201110010T2igT2ig。R ln P2R ln P1CP dTRln P2C P dTP0P0T1TP1T1T對于混合物體系，偏離函數(shù)中參考態(tài)是與研究態(tài)同溫同組成的理想氣體混合物

8、。五、圖示題1.將下列純物質(zhì)經(jīng)歷的過程表示在P-V， ln P-H， T-S圖上過熱蒸汽等溫冷凝為過冷液體；過冷液體等壓加熱成過熱蒸汽；飽和蒸汽可逆絕熱膨脹；飽和液體恒容加熱；在臨界點進行的恒溫膨脹 .解：aaeePelnPTbbabcddccdVHS.精品文檔第 4 章 非均相封閉體系熱力學一、是否題1.偏摩爾體積的定義可表示為VinVVnixi。( 錯。因?qū)τ谝籘 ,P, n iT ,P, xi個均相敞開系統(tǒng)，n是一個變數(shù)，即n niT ,P, ni0 )2.對于理想溶液，所有的混合過程性質(zhì)變化均為零。（錯。PV的混合過程性V，H，U，C，C質(zhì)變化等于零，對則不等于零）S，G，A3.對于理

9、想溶液所有的超額性質(zhì)均為零。（對。因 M EMM is ）4.體系混合過程的性質(zhì)變化與該體系相應的超額性質(zhì)是相同的。（錯。同于4）?is?isf i xif i5.理想氣體有 f=P，而理想溶液有 ?ii 。（對。因f ii ）iPxiPxiP溫度和壓力相同的兩種理想氣體混合后，則溫度和壓力不變， 總體積為原來兩氣體體積之和，總熱力學能為原兩氣體熱力學能之和，總熵為原來兩氣體熵之和。（錯?？傡夭坏扔谠瓉韮蓺怏w的熵之和）E( 或活度系數(shù) ) 模型是溫度和組成的函數(shù)，故理論上i 與壓力無關(guān)（錯。理論7. 因為G上是 T， P，組成的函數(shù)。只有對低壓下的液體，才近似為T和組成的函數(shù)）純流體的汽液平衡

10、準則為 f v=f l 。（對）9.混合物體系達到汽液平衡時，總是有f?ivf?il , f vf l , fi vfi l 。（錯。兩相中組分的逸度、總體逸度均不一定相等）理想溶液一定符合 Lewis-Randall 規(guī)則和 Henry 規(guī)則。（對。）、填空題.精品文檔填表溶液性質(zhì) ()偏摩爾性質(zhì) ( M i )M關(guān)系式(Mxi M i )?xiln fln fxi ln f?ixiln f ilnln錯誤 ! 未找到引用源。lnxi ln?i?iln 錯誤 ! 未找到引用源。 iGE RTGE RTxi ln i有人提出了一定溫度下二元液體混合物的偏摩爾體積的模型是V1 V1 (1 ax2

11、 ),V2 V2 (1bx1 ) ，其中V ，V 為純組分的摩爾體積，a， b 為常數(shù)，問所12提出的模型是否有問題？由Gibbs-Duhem方程得，ax2V2 b ， a,b 不可能是常數(shù)，故x1V1提出的模型有問題；若模型改為V1V1 (1ax22 ), V2V2 (1bx12 ) ，情況又如何？由Gibbs-Duhem方程得， aV2b ，故提出的模型有一定的合理性_。V13.常溫、常壓條件下二元液相體系的溶劑組分的活度系數(shù)為ln1x22x23 （ , 是常數(shù)），則溶質(zhì)組分的活度系數(shù)表達式是ln223x12x13 。2解：由 x1d ln 1x2d ln 20 ，得d ln 2x1d l

12、n 1 dx2x1 2 x23 x22 dx223 x13 x12 dx1x2dx2x2從 x10 此時2 1 至任意的 x1 積分，得x1x123ln 2 ln 123 x1 3 x12 dx1x12x13x102五、圖示題.精品文檔1.下圖中是二元體系的對稱歸一化的活度系數(shù)1 , 2 與組成的關(guān)系部分曲線，請補全兩圖中的活度系數(shù)隨液相組成變化的曲線；指出哪一條曲線是或2 x1 ；曲線兩端點的含意；體系屬于何種偏差。101正偏差1,21,2100 x110 x11解，以上虛線是根據(jù)活度系數(shù)的對稱歸一化和不對稱歸一化條件而得到的。第 5 章 非均相體系熱力學性質(zhì)計算一、是否題1.在一定壓力下，

13、組成相同的混合物的露點溫度和泡點溫度不可能相同。（錯，在共沸點時相同）2.在（ 1）-（2）的體系的汽液平衡中， 若（ 1）是輕組分，（ 2）是重組分， 則 y1 x1 ，y2 x2 。（錯，若系統(tǒng)存在共沸點，就可以出現(xiàn)相反的情況）3.在（ 1） - （2）的體系的汽液平衡中，若（1）是輕組分，（ 2）是重組分，若溫度一定，則體系的壓力，隨著x1 的增大而增大。 （錯，理由同 6）4.純物質(zhì)的汽液平衡常數(shù)K等于 1。（對，因為 x1y1 1）5.下列汽液平衡關(guān)系是錯誤的Pyi ?ivH i ,Solventi* xi 。（錯，若 i 組分采用不對稱歸一化，該式為正確）對于理想體系，汽液平衡常數(shù)

14、 Ki (= yi /x i ) ，只與 T、P有關(guān)，而與組成無關(guān)。 （對，可以從理想體系的汽液平衡關(guān)系證明）.精品文檔對于負偏差體系，液相的活度系數(shù)總是小于1。（對）能滿足熱力學一致性的汽液平衡數(shù)據(jù)就是高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。（錯）逸度系數(shù)也有歸一化問題。 （錯）10.EOS法既可以計算混合物的汽液平衡，也能計算純物質(zhì)的汽液平衡。（錯）、填空題說出下列汽液平衡關(guān)系適用的條件f?iv f?il _ 無限制條件 _；(2)?iv yi?ilxi_ 無限制條件 _；(3)PyiP sx_ 低壓條件下的非理想液相 _ 。ii i丙酮 (1)- 甲醇 (2) 二元體系在 98.66KPa 時，恒沸組成 x1=y

15、1=0.796 ，恒沸溫度為 327.6K ，已知此溫度下的P1s 95.39, P2s65.06 kPa則 van Laar方程常數(shù)是A12=_0.587_ ， A21=_0.717_G EA A21x x( 已知 van Laar方程為1212)RTA12 x1A21 x21. 組成為 x1=0.2 ， x2=0.8 ，溫度為 300K的二元液體的泡點組成y1的為 ( 已知液相的GtE75n1n2 /( n1n2 ), P1s1866 , P2s3733 Pa) _0.334_ 。若用 EOS 法來處理 300K時的甲烷（ 1）正戊烷（ 2）體系的汽液平衡時，主要困難是 P1s25.4MP

16、a 飽和蒸氣壓太高，不易簡化； （ EOS+法對于高壓體系需矯正） 。3.EOS法則計算混合物的汽液平衡時，需要輸入的主要物性數(shù)據(jù)是TCi , PCi , Ci , kij ，通常如何得到相互作用參數(shù)的值？_從混合物的實驗數(shù)據(jù)擬合得到。4.由 Wilson 方程計算常數(shù)減壓下的汽液平衡時，需要輸入的數(shù)據(jù)是Antoine 常數(shù) Ai ,B i ,C i ;Rackett 方程常數(shù)，；能量參數(shù)( ijii )(i , j 1,2,N ) ， Wilson 方程的能量參數(shù)是如何得到的？能從混合物的有關(guān)數(shù)據(jù)（如相平衡）得到。五、圖示題1.精品文檔描述下列二元 T x y 圖中的變化過程 A B C D ：這是一個等壓定（總）組成的降溫過程。 A 處于汽相區(qū)，降溫到 B 點時，即為露點，開始有液滴冷凝，隨著溫度的繼續(xù)下降，產(chǎn)生的液相量增加，而汽相量減少，當達到C點，即泡點時，汽相消失，此時，液相的組成與原始汽相組成相同。繼續(xù)降溫到達D點。P=常數(shù)ATBCD描述下列二元Pxy 圖中的變化過程ABCD ：這是一等溫等壓的變組成過程。從 A 到 B，是液相中輕組分1 的含量增加， B 點為泡點，即開始有汽泡出現(xiàn)。B 至 C的過程中，系統(tǒng)中