熱力學(xué)第二版習(xí)題答案全

1、第二章流體的pVT關(guān)系1習(xí)題：2－1為什么要研究流體的pVT關(guān)系？答：在化工過(guò)程的分析、研究與設(shè)計(jì)中，流體的壓力p、體積V和溫度T是流體最基本的性質(zhì)之一，并且是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的。而許多其它的熱力學(xué)性質(zhì)如內(nèi)能U、熵S、Gibbs自由能G等都不方便直接測(cè)量，它們需要利用流體的p–V–T數(shù)據(jù)和熱力學(xué)基本關(guān)系式進(jìn)行推算；此外，還有一些概念如逸度等也通過(guò)p–V–T數(shù)據(jù)和熱力學(xué)基本關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。因此，流體的p–V–T關(guān)系的研究是一項(xiàng)重要的基

2、礎(chǔ)工作。2－2理想氣體的特征是什么？答：假定分子的大小如同幾何點(diǎn)一樣，分子間不存在相互作用力，由這樣的分子組成的氣體叫做理想氣體。嚴(yán)格地說(shuō)，理想氣體是不存在的，在極低的壓力下，真實(shí)氣體是非常接近理想氣體的，可以當(dāng)作理想氣體處理，以便簡(jiǎn)化問(wèn)題。理想氣體狀態(tài)方程是最簡(jiǎn)單的狀態(tài)方程：RTpV?2－3偏心因子的概念是什么？為什么要提出這個(gè)概念？它可以直接測(cè)量嗎？答：純物質(zhì)的偏心因子?是根據(jù)物質(zhì)的蒸氣壓來(lái)定義的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，純態(tài)流體對(duì)比飽和蒸氣壓的

3、對(duì)數(shù)與對(duì)比溫度的倒數(shù)呈近似直線(xiàn)關(guān)系，即符合：??????????rsrTp11log?其中，cssrppp?對(duì)于不同的流體，?具有不同的值。但Pitzer發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單流體（氬、氪、氙）的所有蒸氣壓數(shù)據(jù)落在了同一條直線(xiàn)上，而且該直線(xiàn)通過(guò)rT=0.7，1log??srp這一點(diǎn)。對(duì)于給定流體對(duì)比蒸氣壓曲線(xiàn)的位置，能夠用在rT=0.7的流體與氬、氪、氙（簡(jiǎn)單球形分子）的srplog值之差來(lái)表征。Pitzer把這一差值定義為偏心因子?，即)7.0(

4、00.1log????rsrTp?任何流體的?值都不是直接測(cè)量的，均由該流體的臨界溫度cT、臨界壓力cp值及rT=0.7時(shí)的飽和蒸氣壓sp來(lái)確定。2－4純物質(zhì)的飽和液體的摩爾體積隨著溫度升高而增大，飽和蒸氣的摩爾體積隨著溫度的升高而減小嗎？答：正確。由純物質(zhì)的p–V圖上的飽和蒸氣和飽和液體曲線(xiàn)可知。2－5同一溫度下，純物質(zhì)的飽和液體與飽和蒸氣的熱力學(xué)性質(zhì)均不同嗎？答：同一溫度下，純物質(zhì)的飽和液體與飽和蒸氣的Gibbs自由能是相同的，這是

5、純物質(zhì)氣液ClicktobuyNOW!PDFXChangeViewerwww.docuClicktobuyNOW!PDFXChangeViewerwww.docu第二章流體的pVT關(guān)系3C1222－11已知SO2在431K下，第二、第三Virial系數(shù)分別為：13kmolm159.0????B，263kmolm100.9?????C，試計(jì)算：（1）SO2在431K、10105Pa下的摩爾體積；（2）在封閉系統(tǒng)內(nèi)，將1kmolSO2由10

6、105Pa恒溫（431K）可逆壓縮到75105Pa時(shí)所作的功。解：（1）三項(xiàng)維里方程為：21VCVBRTpVZ????（A）將p=10105Pa，T=431K，13kmolm159.0????B，263kmolm100.9?????C代入式（A）并整理得：0109159.0279.0623??????VVV迭代求解，初值為：13kmolm5.3????pRTV迭代結(jié)果為：13kmolm39.3???V（2）壓縮功VpWd???由（A）式