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1、第 1 章 绪言一、是否题1.封闭体系的体积为一常数。（错）2.封闭体系中有两个相,。在尚未达到平衡时，,两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则,两个相都等价于均相封闭体系。（对）3.理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）4.理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。）5.封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T1和T2，则该过程的21TTVdTCU；同样，对于初、终态压力相等的过程有21TTPdTCH。 （对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。 ）二、填空题1.状态函数的特点是：状态函数的
2、变化与途径无关，仅决定于初、终态。2.封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从 (Pi，Vi)等温可逆地膨胀到(Pf， Vf)，则所做的功为firevVVRTWln(以V表示 )或ifrevPPRTWln(以P表示 )。3.封闭体系中的1mol理想气体 (已知igPC)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2，则A 等 容 过 程 的W= 0 ， Q=1121 T PPRCigP，U=1121 T PPRCigP，H= 1121 T PP CigP。B 等温过程的W=21ln PPRT，Q=21ln PPRT，U= 0 ，H= 0 。C 绝热过程的W=11211ig PCR igPPPR
3、VPRC，Q= 0 ，U=11211ig PCRigPPPRVPRC，H=1121 T PP Cig PCRig P。4.1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。5.普适气体常数R=8.314MPa cm3mol-1K-1=83.14bar cm3mol-1K-1=8.314 J mol-1K-1=1.980cal mol-1 K-1。四、计算题1.某一服从P（ V-b）=RT 状态方程（ b 是正常数）的气体，在从1000b 等温可逆膨胀至2000b，所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？解：000722.12ln 9991999lnlnln
4、1212VVRTbVbVRTWWigrevEOSrev2.对 于ig PC为 常 数 的 理 想 气 体 经 过 一 绝 热 可 逆 过 程 ， 状 态 变 化 符 合 下 列 方 程)1(1212PPTT，其中ig VigPCC，试问，对于2cTbTaCig P的理想气体，上述关系式又是如何 ? 以上 a、 b、c为常数。解：理想气体的绝热可逆过程，PdVWdUrev0ln 2ln,0ln0ln122122121212211212221PPRTTcTTb TTaTTPPVVVV RdTcTb TRaVRddT TRcTbTadV VRTdTRCTTigP故又3.一个 0.057m3气瓶中贮有
5、的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气柜中，当气瓶中的压力降至0.5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体) (a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数4.1） 。解： （a）等温过程66.11 294314.8570005.0294314.8570001112111RTVPRTVP nmol (b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化18.241 15.02944.114.1112 12rPPTTK 11.9 18.241314.8570005.02
6、94314.8570001212111RTVPRTVP nmol 第 2 章关系和状态方程一、是否题1.纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）2.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。 ）3.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子ZTPsB.TPsB.Tc、TU C.H=U D.不能确定2.一气体符合 P=RT/ (V-b) 的状态方程从V1等温 可逆膨胀至 V2，则 体系的S为（ C。bVbV RdV bV
7、RdV TPdV VSSVVVVVVVT12ln212121）A. bVbVRT12lnB.0 C. bVbVR12lnD.12ln VVR3.PSTTSPTVP等于（D。因为VVPTTTTTPSTPSTTPPTTVVPPSVPSPVPTSPTVPTSPTVP1）A.TVSB.VTPC.STVD.VTP4.吉氏函数变化与P-V-T关系为PRTGPTGxigln,，则xG的状态应该为（C。因为PRTPPRTPTGPTGigiglnln1,),(00）A.T和P下纯理想气体B.T和零压的纯理想气体C.T和单位压力的纯理想气体三、 填空题1.状态方程P VbRT()的偏离焓和偏离熵分别是bPdP P
8、R Tb PRT dP TV TVHHPPPig00和0ln0000dP PRPRdP TVPRPPRSSPPPig；若要计算1122,PTHPTH和1122,PTSPTS还需要什么性质？ig PC；其计算式分别是1122,PTHPTH dTCPPbdTCbPbPTHTHTHPTHTHPTHTTig PTTig Pigigigig2121121212111222,和1122,PTSPTSdT TCPP RdT TCPP R PP RPTSPTSPTSPTSPTSPTSTTigPTTigPigigigig2121120102010201110222lnlnln,。2.对于混合物体系，偏离函数中参
9、考态是与研究态同温同组成的理想气体混合物。四、计算题1.试计算液态水从2.5MPa和20变化到 30MPa和 300的焓变化和熵变化，既可查水的性 质表，也可以用状态方程计算。解：用 PR方程计算。查附录A-1得水的临界参数Tc=647.30K ；Pc=22.064MPa ；=0.344 另外，还需要理想气体等压热容的数据，查附录A-4得到，得到水的理想气体等压热容是3925310602.310057.110908.124.32TTTCigP为了确定初、终态的相态，由于初终态的温度均低于Tc，故应查出初、终态温度所对应的饱和蒸汽压(附录 C-1)，P1s=0.02339MPa ；P2s=8.5
10、81MPa。体系的状态变化如下图所示。计算式如下1211111222221122,THTH RTTHPTHRT RTTHPTHRTPTHPTHigigigig1122111122221122,PTSPTS RPTSPTS R RPTSPTS RPTSPTSigigigigCT1 20P1s=0.023 M PaT 300 P2s=8.581 M PaP1=2.5 M PaT1 20P2=30 M PaT2 300 PV由热力学性质计算软件得到，初态（蒸汽）的标准偏离焓和标准偏离熵分别是86782.18,1111RTTHPTHig 和72103.11,1111RPTSPTSig ；终态（蒸汽）的
11、标准偏离焓和标准偏离熵分别是438752.6,2222RTTHPTHig 和100481.5,2222RPTSPTSig ；另外， ，得到12.186221JmoldTCTTigP和2111236.23TTigPKJmoldT TC所以，本题的结果是111618.116,1.74805KJmolSJmolH2.（a）分别用 PR方程和 三参数对应态原理计算， 312K的丙烷饱和蒸汽的逸度（参考答案1.06MPa） ； （b）分别用 PR方程和 三参数对应态原理计算 312K， 7MPa丙烷的逸度；(c)从饱和汽相的逸度计算312K ，7MPa丙烷的逸度，设在17MPa 的压力范围内液体丙烷的比
12、容为 2.06cm3 g-1，且为常数。解：用 Antoine方程 A=6.8635,B=1892.47,C=-24.33 33.1 31233.2447.18928635.6lnssPP（a）由软件计算可知812.0208.0lnMPaf08.1(b) 188.067.1lnMPaf316.13.试由饱和液体水的性质估算(a)100， 2.5MPa和(b)100 ， 20MPa下水的焓和熵，已知100下水的有关性质如下初态T1P1V1svU1sv终态T2P2V2svU2svV2slU2sl冷 凝 一 半要101325.0sPMPa，04.419slHJg-1，3069.1slSJ g-1K-
13、1, 0435.1slVcm3 g-1, 0008.0 dTdVTVslPcm3 g-1 K-1 解：体系有关状态点如图所示所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上，由0008.0 dTdVTVPSslpTcm3 g-1 K-1 得101325.00008.03069.10008.00008.0PSPPdPSSPPssls或又745.00008.015.3730435.1 dTdVTV TVTV PHsl slPTcm3 g-1 得101325.0745.004.419745.0745.0PHPPdPHHPPssls或当 P=2.5MPa 时， S=1.305 Jg-1 K-1；H= 42
14、0.83J g-1；当 P=20MPa 时， S= 1.291Jg-1 K-1；H=433.86J g-1。4.压力是 3MPa的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝 ?(可忽视液体水的体积) 解：等容过程，12tttVUUUQ初态：查 P=3MPa的饱和水蒸汽的17.671svVcm3g-1；94.26031svUJg-1VT=100 P=2.5MPaP=20MPaP=.101325MPaP水的总质量89.141svttVVmg 则4.3876611svttUmUJ 冷凝的水量为445.75.0tmg 终 态 ： 是 汽 液 共 存 体 系 ， 若 不 计
15、 液 体 水 的 体 积 ， 则 终 态 的 汽 相 质 量 体 积 是34.134212svsvVVcm3g-1，并由此查得05.840,0.259422slsvUUJmol-1 5.255665.05.0222sltsvttUmUmUJ 移出的热量是J9.1319912ttUUQ5.在一0.3m3的刚性容器中贮有1.554106Pa的饱和水蒸汽， 欲使其中25%的蒸汽冷凝， 问 应该移出多少热量? 最终的压力多大? 解：同于第 6题，结果PaPQs610107.2,kJ7.977五、图示题1.将下列纯物质经历的过程表示在P-V，lnP-H， T-S图上(a)过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；(b
16、)过冷液体等压加热成过热蒸汽；(c)饱和蒸汽可逆绝热膨胀；(d)饱和液体恒容加热；(e)在临界点进行的恒温膨胀. 解：六、证明题1.证明2THTTGP证明：edcbaVPedcbaHlnPedcbaST22211THTCC TTHTSTHTTHTSTTHTTGS THTGTSHGP PPPPPP所以2THTTGP2.和分别是压缩系数和膨胀系数，其定义为PTTVVPVV11和，试证明0PTTP；对于通常状态下的液体，和都是 T 和 P 的弱函数，在T，P变化范围不是很大的条件，可以近似处理成常数。证明液体从（T1，P1）变化到（ T2，P2）过程中，其体积从V1变化到 V2。则121212lnPPTT VV。证明：因为PTTVVPVV11和01111111122 PTTPPTPTTPTPPTTPPTTVPVVPVTVVPVTVVTPVTVPVVPTVPVVTTVVPTP另外dPdTdP PVVdT TVVVdV VdTP11 ln对于液体，和近似常数，故上式从111,VPT至222,VP
