化工熱力學課后答案

1、化工熱力學課后答案(填空、判斷、畫圖)第1章 緒言一、是否題1. 封閉體系的體積為一常數。（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。（對）4. 理想氣體的熵和吉氏函數僅是溫度的函數。（錯。還與壓力或摩爾體積有關。）5. 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)的體積相等，初態(tài)和終態(tài)的溫度分別為T1和T2，則該過程的；同樣，對于初、終態(tài)壓力相等的過程有。（對。狀態(tài)函數的變化僅決定于初、終態(tài)與途徑無關。）二、填空題1. 狀態(tài)函數的特點是：狀態(tài)函數的

2、變化與途徑無關，僅決定于初、終態(tài) 。2. 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(以V表示)或 (以P表示)。3. 封閉體系中的1mol理想氣體(已知)，按下列途徑由T1、P1和V1可逆地變化至P2，則 A 等容過程的 W= 0 ，Q=，U=，H= 。B 等溫過程的 W=，Q=，U= 0 ，H= 0 。第2章關系和狀態(tài)方程一、是否題1. 純物質由蒸汽變成液體，必須經過冷凝的相變化過程。（錯。可以通過超臨界流體區(qū)。）2. 當壓力大于臨界壓力時，純物質就以液態(tài)存在。（錯。若溫度也大于臨界溫度時，則是超臨界流體。）3. 由于分子間相互作用力

3、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。2. 試定性討論純液體在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）。六、證明題1. 由式2-29知，流體的Boyle曲線是關于的點的軌跡。證明vdW流體的Boyle曲線是證明：由vdW方程得整理得Boyle曲線第3章 均相封閉體系熱力學原理及其應用一、是否題1. 熱力學基本關系式dH=TdS+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，（是摩爾性

4、質）。（錯。當MV時，不恒等于零，只有在TTB時，才等于零）3. 純物質逸度的完整定義是，在等溫條件下，。（錯。應該是等）4. 當時，。（錯。當時，）5. 因為，當時，所以，。（錯。從積分式看，當時，為任何值，都有；實際上，6. 吉氏函數與逸度系數的關系是。（錯 ）7. 由于偏離函數是兩個等溫狀態(tài)的性質之差，故不可能用偏離函數來計算性質隨著溫度的變化。（錯。因為：）三、 填空題1. 狀態(tài)方程的偏離焓和偏離熵分別是和；若要計算和還需要什么性質？；其計算式分別是 和。2. 對于混合物體系，偏離函數中參考態(tài)是與研究態(tài)同溫同組成的理想氣體混合物。五、圖示題1. 將下列純物質經歷的過程表示在P-V，ln

5、P-H，T-S圖上(a)過熱蒸汽等溫冷凝為過冷液體；(b)過冷液體等壓加熱成過熱蒸汽；(c)飽和蒸汽可逆絕熱膨脹；(d)飽和液體恒容加熱；(e)在臨界點進行的恒溫膨脹.解： 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。(錯。因對于一個均相敞開系統，n是一個變數，即)2. 對于理想溶液，所有的混合過程性質變化均為零。（錯。V，H，U，CP，CV的混合過程性質變化等于零，對S，G，A則不等于零）3. 對于理想溶液所有的超額性質均為零。（對。因）4. 體系混合過程的性質變化與該體系相應的超額性質是相同的。（錯。同于4）5. 理想氣體有f=P，而理想溶液有。（對。因）6. 溫

6、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）7. 因為GE (或活度系數)模型是溫度和組成的函數，故理論上與壓力無關（錯。理論上是T，P，組成的函數。只有對低壓下的液體，才近似為T和組成的函數）8. 純流體的汽液平衡準則為f v=f l。（對）9. 混合物體系達到汽液平衡時，總是有。（錯。兩相中組分的逸度、總體逸度均不一定相等）10. 理想溶液一定符合Lewis-Randall規(guī)則和Henry規(guī)則。（對。）、填空題 1. 填表偏摩爾性質()溶液性質(M)關系式()l

7、n fln ln i2. 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，其中V1，V2為純組分的摩爾體積，a，b 為常數，問所提出的模型是否有問題？由Gibbs-Duhem方程得， ， a,b不可能是常數，故提出的模型有問題；若模型改為，情況又如何？由Gibbs-Duhem方程得， ，故提出的模型有一定的合理性_。3. 常溫、常壓條件下二元液相體系的溶劑組分的活度系數為（是常數），則溶質組分的活度系數表達式是。解：由，得從至任意的積分，得五、圖示題1. 下圖中是二元體系的對稱歸一化的活度系數與組成的關系部分曲線，請補全兩圖中的活度系數隨液相組成變化的曲線；指出哪一條曲線是或；曲線兩端

8、點的含意；體系屬于何種偏差。1 0110正偏差 0 1 0 1解，以上虛線是根據活度系數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計算一、是否題1. 在一定壓力下，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，。（錯，若系統存在共沸點，就可以出現相反的情況）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，隨著的增大而增大。（錯，理由同6）4. 純物質的汽液平衡常數K等于1。（對，因為）5. 下列汽液平衡關系是錯誤

9、的。（錯，若i組分采用不對稱歸一化，該式為正確）6. 對于理想體系，汽液平衡常數Ki(=yi/xi)，只與T、P有關，而與組成無關。（對，可以從理想體系的汽液平衡關系證明）7. 對于負偏差體系，液相的活度系數總是小于1。（對）8. 能滿足熱力學一致性的汽液平衡數據就是高質量的數據。（錯）9. 逸度系數也有歸一化問題。（錯）10. EOS法既可以計算混合物的汽液平衡，也能計算純物質的汽液平衡。（錯）、填空題 1. 說出下列汽液平衡關系適用的條件 (1) _無限制條件_；(2) _無限制條件_；(3) _低壓條件下的非理想液相_。2. 丙酮(1)-甲醇(2)二元體系在98.66KPa時，恒沸組成x

10、1=y1=0.796，恒沸溫度為327.6K，已知此溫度下的kPa則 van Laar 方程常數是 A12=_0.587_，A21=_0.717_(已知van Laar 方程為 )1. 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Pa) _0.334_。 2. 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據是，通常如何得到相互作用參數的值？_從混合物的實驗數據擬合得到。4. 由Wilson方程計

11、算常數減壓下的汽液平衡時，需要輸入的數據是Antoine常數Ai,Bi,Ci; Rackett方程常數，；能量參數，Wilson方程的能量參數是如何得到的？能從混合物的有關數據（如相平衡）得到。五、圖示題1描述下列二元圖中的變化過程：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。描述下列二元圖中的變化過程：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。B至C的過程中，系統中的輕