化工热力学习题参考答案(第三版)..doc

《化工热力学》（第三版）习题参考答案 58页第2章 2-1 求温度673.15K、压力4.053MPa的甲烷气体摩尔体积。 解：（a）理想气体方程 （b）用R-K方程 ① 查表求、；② 计算a、b；③ 利用迭代法计算V。 （c）用PR方程 步骤同（b），计算结果：。 （d）利用维里截断式 查表可计算、、、和Z 由 2-2 V=0.5 m3，耐压2.7 MPa容器。规定丙烷在T=400.15K时，p1.35MPa。求可充丙烷多少千克？ 解：（a）用理想气体方程 （b）用R-K方程 ① 查表求、；② 计算a、b；③ 利用迭代法计算V。 则可充丙烷质量计算如下： （c）利用维里截断式： 查表可计算、、、和Z 由 则可充丙烷质量计算如下： 2-4 V=1.213 m3，乙醇45.40 kg，T=500.15K，求压力。 解：（a）理想气体状态方程 （b）用R-K方程 （c）用SRK方程计算 （d）用PR方程计算 （e）用三参数普遍化关联 2-6 （本题以计算机编程计算提供参考，考试时不能使用） （a）R-K方程 S-R-K 2-7 计算T=523.15K，p=2 MPa 的水蒸气的Z和V 解：（a）用维里截断式 采用迭代法计算V=2.006 之后求得Z=0.923 （d）利用维里截断式 查表可计算、、、可得到Z=0.932； 由 （c）水蒸气表 92页第三章 3-4 利用三参数压缩因子计算方法，查图表，得到压缩因子： 3-7： 解： 注意： 或者 3-9 解：乙腈的Antonie方程为 （1）60℃时，乙腈的蒸气压 （2）乙腈的标准沸点 （3）20℃、40℃和标准沸点时的汽化焓 117页第四章 4-1 4-2 方法一： 经计算得 体积流速为： 摩尔流速为： 根据热力学第一定律，绝热时Ws = -△H，所以 方法二： 根据过热蒸汽表，内插法应用可查得 35kPa、80℃的乏汽处在过热蒸汽区，其焓值h2=2645.6 kJ·kg-1； 1500 kPa、320℃的水蒸汽在过热蒸汽区，其焓值h1=3081.5 kJ·kg-1； 4-6 解： 通过迭代计算温度，T2=287.75 K 4-7 解： 经迭代计算（参考101页例题4-3）得到T2=340.71K。 。 146页第五章 5-1：b 5-2: c 5-4: a 5-5: a 5-1： 解：可逆过程熵产为零，即。 5-2： 解：不可逆过程熵产大于零，即。即系统熵变可小于零也可大于零。 5-4： 解：不可逆绝热过程熵产大于零，即。所以流体熵变大于零。 5-5： 解：不可逆过程熵产大于零，即。 5-3： 解：电阻器作为系统，温度维持100℃，即373.15K，属于放热；环境温度298.15K，属于吸热，根据孤立体系的熵变为系统熵变加环境熵变，可计算如下： 5-6： 解：理想气体节流过程即是等焓变化，温度不变，而且过程绝热，所以系统的熵变等于熵产，计算如下： 所以过程不可逆。 5-7： 解： 。 不同温度的S值也可以直接用饱和水表查得。计算结果是0.336。 5-12 解：（1）循环的热效率 (2) 水泵功与透平功之比 H2=3562.38 kJ·kg-1，H3=2409.3 kJ·kg-1，H4=162.60 kJ·kg-1，H5=2572.14 kJ·kg-1， (3) 提供1 kw电功的蒸气循环量 5-15题： 194页第六章 6-1： 解：水蒸气的摩尔流量为： （a）通过内插法求出0.1049MPa时对应的温度，如下 （b） 6-3 6-6： 解：理想气体经一锐孔降压过程为节流过程，,且，故，过程恒温。 则绝热膨胀过程的理想功和损耗功计算如下： 6-8： 解：（1）产品是纯氮和纯氧时， （2）产品是98% N2和50% O2的空气时，设计计算流程如下： 总的功 6-12： 解： 6-13 解： 由，可得 使用内插法可求得66.03℃时的熵值， （1）利用熵分析法计算损耗功， （2）利用火用分析法： 或者 241页第七章 7-2 解：假设需水m kg，则 产品酒中含水 产品酒中含醇 所以酒的体积 7-3 解： 7-4 解：根据吉布斯-杜亥姆公式，恒温恒压时 则有，所以 所以