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1、化工热力学课后答案（填空、判断、画图）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a,。在尚未达到平衡时，a,两个相都是均相敞开体系;达到平衡时，则a,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“和T2，则该过程的U=,CydT；同样，对于初、终态压力相等的过程有H=,CdT。对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。）PT1、填空
2、题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态。2. 封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从（匕，Vi）等温可逆地膨胀到（Pf,Vf）,则所做的功为W=RTlnVV）（以V表示）或W=RTlnP）（以P表示）。revifrevfi3.封闭体系中的1mol理想气体（已知Cig），按下列途径由T、P和V可逆地变化至P,则A等容过程的W=0fP2JT，U二CgRfP211。）4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自由度是零，体系的状态已经确定。）5. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。（对。这是纯物质的汽液平
3、衡准则。）6. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。只有吉氏函数的变化是零。）C绝热过程的(P27. 气体混合物的virial系数，如B,C，是温度和组成的函数。（对。）RQ=U=CigP丿RCigP丿H=CigP(P2IP1、RCigP丿i=1j=1i=1j=14. lMPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg。5. 普适气体常数R=8.314MPacm3mol-iK-i=83.14barcm3mol-iKt=8.314Jmol-iK-i=1.980calmol-iK-i。、填空题i.表达纯物质的汽平衡的准则有Gsv(
4、T)=Gsi(T)或6T,VsvLGT,Vsi)（吉氏函数）、dP=（Claperyon方程）、P（T,V）dV=PsVsv-Vsi）（Maxwell等面积规则）。dTTAVvapVsi它们能（能/不能）推广到其它类型的相平衡。2. Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为T,P,Z、rrcT,P,、T,P,和T,P,。rrrrrr3. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在P-T图上是重叠的（重叠/分开），而在P-V图上是分开的（重叠/分开），泡点的轨迹称为饱和液相线，露点的轨迹称为饱
5、和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。4. 对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，a=“yyaa（1-k）=ijiijjiji=1j=1中，下标相同的相互作用参数有k11,k22和33，其值应为1；下标不同的相互作用参数有k12和k异23楸32，k31楸12已作kLM23323严12处理），通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得到，在没有实验数据时，近似作零处理。5.正丁烷的偏心因子=0.193,临界压力P=3.797MPa则在T=0.7时的蒸汽压为crPsP10-1-30.2435MPa。五、图示题1. 试定性画出纯物
6、质的P-V相图，并在图上指出（a）超临界流体，（b）气相，（c）蒸汽，（d）固相，（e）汽液共存，（f）固液共存，（g）汽固共存等区域；和（h）汽-液-固三相共存线，（i）TT、TT、T=T的等温线。ccc超临界流体PCGS/LV/L三相线VV/SV2.试定性讨论纯液体在等压平衡汽化过程中，M（=V、S、G）随T的变化（可定性作出M-T图上的等压线来说明）。VP=常数SP=常数Gp=常数cPp=常数六、证明题、AZ、1.由式2-29知，流体的Boyle曲线是关于0的点的轨迹。证明vdW流体的Boyle曲0）T线是（a一bRT:V2一2abV+ab20证明：由些=丄=RTP9V丿tT0T由vdW
7、方程得RTaRTV3Va0V-bV2(V-b)2+V3整理得Boyle曲线(a-bRT2-2abV+ab2=0第3章均相封闭体系热力学原理及其应用一、是否题1. 热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。（错。不需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系）2. 当压力趋于零时，M（T,P）-Mig（T,P）0（M是摩尔性质）。（错。当M=V时，不恒等于零，只有在T=TB时，才等于零）3.4.5.纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTdlnf。（错。应该是GGiRTln(fP)等)当P“0时，fP“”。(错。当P“0时，fP“1)因为ln-=右0v-RT,dP，当p“0时
8、，-=1，所以,式看，当P“0时，V芋为任何值，都有-=1；实际上,limV-RT、P“0P丿ig=0从积分0TTB6.吉氏函数与逸度系数的关系是G(T,P)-Gig(T,P=1)=RTln-。(错G(T,P)Gig(T,P=1)=RTlnf)7.由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化。（错。因为：MT2,p)-M(T,P)=MP2)-Mig(T2,P0丄M(T1，P1)-Mig(T1，P0山(T2,P0)-Mig(T1，P0)J2220三、填空题B1.状态方程p(Vb-)=RT的偏离焓和偏离熵分别是H-HigdT丿PSSig+Rln=fR0P0dT丿
9、PRT+b-tRPPdPdP=bP和若要计算H(T2,P2)-HgP1)和S(T2,P2)-SWPi还需要什么性质？竺；其计算式分别是H(T2,P2)-H(T1，Pi21,P11igT2-Hig1=bP2-bP1+ST=b(P2-P1)+CgdTST,PST,P1122=S,PSig(T,PS,PSig,P)”+Sig,PSig,P01110010=RlnP+RlnP+CdT=RlnP+CdTPPTPT00T1TTT2.对于混合物体系，偏离函数中参考态是与研究态同温.同组成的理想气体混合物。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
10、液体；(b) 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.第4章非均相封闭体系热力学一、是否题1.偏摩尔体积祥代T,P.的定义可6西,P,x.i表示为。（错。因对于一个均相敞开系统，n是一个变数，即(dnOn)iT,P,ln,i2. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。（错。V,H,U,Cp,Cv的混合过程性质变化等于零，对s,G,A则不等于零）PV3. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。（对。因ME=M-Mis）4. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。（错。同于4）用-fiSf-x-fm5.
11、理想气体有f二P,而理想溶液有（p.=D.。（对。因中ipxPXPi）iiii6. 温度和压力相同的两种理想气体混合后,则温度和压力不变,总体积为原来两气体体积之和,总热力学能为原两气体热力学能之和,总熵为原来两气体熵之和。（错。总熵不等于原来两气体的熵之和）7. 因为Ge（或活度系数）模型是温度和组成的函数，故理论上y与压力无关.（错。理论i上是T,P,组成的函数。只有对低压下的液体，才近似为T和组成的函数）8-纯流体的汽液平衡准则为fv=fi。（对）/X/X9.混合物体系达到汽液平衡时,fvflfvflfvfl总是有iiii。(错。两相中组分的逸度、总体逸度均不一定相等）10.理想溶液一定
12、符合Lewis-Randall规则和Henry规则。（对。）、填空题1. 填表偏摩尔性质(M)izX溶液性质(M)关系式(M=xM)lnf/x丿lIlnfln/=xlnf/x丿iiiln1lnln=xlniilniGe/rTGe/rt=xlnii2.有人提出了一定温度下二元液体混合物的偏摩尔体积的模型是V=V(1+ax),V=V(1+bx),其中V,V为纯组分的摩尔体积，a,b为常数，问所11222112xV提出的模型是否有问题？由Gibbs-Duhem方程得，a=22b,a,b不可能是常数，故xV-1提出的模型有问题；若模型改为V=V(1+ax2),V=V(1+bx2)，情况又如何？由112221Gibbs-Duhem方程得，a=b，故提出的模型有一定的合理性。V13.常温、常压条件下二元液相体系的溶剂组分的活度系数为ln=ax|+Px3(a,卩是常数)，则溶质组分的活度系数表达式是ln22a+3P2x2-Px3。11解：由xdln+xdln112=0，得dlndln+3Px22:dx=ba+3P)x+3px21/x2111从x1=此时2=J至任意的x1积分,x1ln-ln1=2x1=0+3P)x+3Px2dx1112a+3P2x2+Px311
