山東理工大學(xué)化工熱力學(xué)第2章 習(xí)題

第2章習(xí)題主講教師:崔洪友山東理工大學(xué)化工學(xué)院2005-11一、是否題1.純物質(zhì)由蒸汽變成固體，必須經(jīng)過(guò)液相。()2.純物質(zhì)由蒸汽變成液體，必須經(jīng)過(guò)冷凝的相變化過(guò)程。()3.當(dāng)壓力大于臨界壓力時(shí)，純物質(zhì)就以液態(tài)存在。()4.由于分子間相互作用力的存在，實(shí)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(shí)際氣體的壓縮因子Z<1。(),如溫度大于Boyle溫度時(shí)，Z＞1

5.理想氣體的雖然與P無(wú)關(guān)，但與V有關(guān)。

()(),6.純物質(zhì)的飽和液體的摩爾體積隨著溫度升高而增大，飽和蒸汽的摩爾體積隨著溫度的升高而減小。7.在同一溫度下，純物質(zhì)的飽和液體與飽和蒸汽的內(nèi)能相等。()8.純物質(zhì)的三相點(diǎn)隨著所處的壓力或溫度的不同而改變。()9.在同一溫度下，純物質(zhì)的飽和液體與飽和蒸汽的吉氏函數(shù)相等。()10.若一個(gè)狀態(tài)方程能給出純流體正確的臨界壓縮因子，那么它就是一個(gè)優(yōu)秀的狀態(tài)方程。()11.純物質(zhì)的平衡汽化過(guò)程，摩爾體積、焓、熱力學(xué)能、吉氏函數(shù)的變化值均大于零。()()()12.氣體混合物的virial系數(shù)，如B，C…，是溫度和組成的函數(shù)。()13.三參數(shù)的對(duì)應(yīng)態(tài)原理較兩參數(shù)優(yōu)秀，因?yàn)榍罢哌m合于任何流體。14.在壓力趨于零的極限條件下，所有的流體將成為簡(jiǎn)單流體。二、選擇題指定溫度下的純物質(zhì)，當(dāng)壓力低于該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，則氣體的狀態(tài)為。飽和蒸汽B.超臨界流體C.過(guò)熱蒸汽

2.T溫度下的過(guò)冷純液體的壓力P

3.T溫度下的過(guò)熱純蒸汽的壓力P

4.純物質(zhì)的第二virial系數(shù)B

A.僅是T的函數(shù)B.是T和P的函數(shù)C.是T和V的函數(shù)D.是任何兩強(qiáng)度性質(zhì)的函數(shù)

5.能表達(dá)流體在臨界點(diǎn)的P-V等溫線(xiàn)的正確趨勢(shì)的virial方程，必須至少用到第三virial系數(shù)B.第二virial系數(shù)C.無(wú)窮項(xiàng)C.只需要理想氣體方程因?yàn)橐硎境龅葴鼐€(xiàn)在臨界點(diǎn)的拐點(diǎn)特征，要求關(guān)于V的立方型方程）

當(dāng)時(shí)，純氣體的的值為

0B.很高的T時(shí)為0C.與第三virial系數(shù)有關(guān)D.在Boyle溫度時(shí)為零

三、填空題1.純物質(zhì)的臨界等溫線(xiàn)在臨界點(diǎn)的斜率和曲率均為零，數(shù)學(xué)上可以表示為_(kāi)__________________________________

2.表達(dá)純物質(zhì)的汽平衡的準(zhǔn)則有________________________________________它們_____（能/不能）推廣到其它類(lèi)型的相平衡。能3.Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三參數(shù)對(duì)應(yīng)態(tài)原理的三個(gè)參數(shù)分別為_(kāi)_______________________4.對(duì)于純物質(zhì)，一定溫度下的泡點(diǎn)壓力與露點(diǎn)壓力____（相同/不同）的；一定溫度下的泡點(diǎn)與露點(diǎn)，在P－T圖上是____(重疊／分開(kāi))的，而在P-V圖上是_____(重疊／分開(kāi))的，泡點(diǎn)的軌跡稱(chēng)為_(kāi)______，露點(diǎn)的軌跡稱(chēng)為_(kāi)_______，飽和汽、液相線(xiàn)與三相線(xiàn)所包圍的區(qū)域稱(chēng)為_(kāi)_______。純物質(zhì)汽液平衡時(shí)，壓力稱(chēng)為_(kāi)_______，溫度稱(chēng)為_(kāi)_______。相同重疊分開(kāi)飽和液相線(xiàn)汽液共存區(qū)飽和汽相線(xiàn)蒸汽壓沸點(diǎn)5.對(duì)三元混合物，展開(kāi)第二virial系數(shù)____________________________________________,其中，涉及了下標(biāo)相同的virial系數(shù)有____________,它們表示_______________________;下標(biāo)不同的virial系數(shù)有___________,它們表示_____________________.兩個(gè)相同分子間的相互作用兩個(gè)不同分子間的相互作用

6.對(duì)于三混合物，展開(kāi)PR方程常數(shù)a的表達(dá)式，=_____________________________________________________其中，下標(biāo)相同的相互作用參數(shù)有______________，其值應(yīng)為_(kāi)____；下標(biāo)不同的相互作用參數(shù)有_____________________________，通常它們值是如何得到？________________________________

0從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到，在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，近似作零處理7.簡(jiǎn)述對(duì)應(yīng)態(tài)原理:____________________________________________。在對(duì)比狀態(tài)下，物質(zhì)的對(duì)比性質(zhì)表現(xiàn)出較簡(jiǎn)單的關(guān)系8.偏心因子的定義是__________________，其含義是

____________________________________。9.正丁烷的偏心因子

=0.193，臨界壓力Pc=3.797MPa則在Tr=0.7時(shí)的蒸汽壓為_(kāi)________________________MPa.10.純物質(zhì)的第二virial系數(shù)B與vdW方程常數(shù)a，b之間的關(guān)系為_(kāi)___________________________________________.四、計(jì)算題1.在常壓和0℃下，冰的熔化熱是334.4J/g，水和冰的質(zhì)量體積分別是1.000和1.091cm3/g，且0℃時(shí)水的飽和蒸汽壓和汽化潛熱分別為610.62Pa和2508J/g，請(qǐng)由此估計(jì)水的三相點(diǎn)數(shù)據(jù)。解：在溫度范圍不大的區(qū)域內(nèi)，汽化曲線(xiàn)和熔化曲線(xiàn)均可以作為直線(xiàn)處理。對(duì)于熔化曲線(xiàn)，已知曲線(xiàn)上的一點(diǎn)是273.15K，101325Pa；并能計(jì)算其斜率是熔化曲線(xiàn)方程是對(duì)于汽化曲線(xiàn)，也已知曲線(xiàn)上的一點(diǎn)是273.15K，610.62Pa；也能計(jì)算其斜率是汽化曲線(xiàn)方程是解兩直線(xiàn)的交點(diǎn)，得三相點(diǎn)的數(shù)據(jù)是：2.當(dāng)外壓由0.1MPa增至10MPa時(shí)，苯的熔點(diǎn)由5.50℃增加至5.78℃。已知苯的熔化潛熱是127.41J/g，估計(jì)苯在熔化過(guò)程中的體積變化?解：解得

3.試由飽和蒸汽壓方程,在合適的假設(shè)下估算水在25℃時(shí)的汽化焓。解：由Antoine方程查附錄C-2得水和Antoine常數(shù)是故五、圖示題1.將P-T上的純物質(zhì)的1-2-3-4-5-6-1循環(huán)表示在P-V圖上。解:2.試定性畫(huà)出純物質(zhì)的P-V相圖，并在圖上指出(a)超臨界流體，(b)氣相，（c）蒸汽，（d）固相，（e）汽液共存，（f）固液共存，（g）汽固共存等區(qū)域；和(h)汽-液-固三相共存線(xiàn)，(i)T>Tc、T<Tc、T=Tc的等溫線(xiàn)。解:3.試定性討論純液體在等壓平衡汽化過(guò)程中，M（=V、S、G,CP）隨T的變化（可定性作出M-T圖上的等壓線(xiàn)來(lái)說(shuō)明）。解:六、證明題1.試證明