化工热力学马沛生第二版2-3章习题答案.pdf

第二章 流体的p - V-T 关系 习题： 2 －1．为什么要研究流体的pVT 关系？ 答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p 、体积V 和温度T 是流体最基本的性 质之一，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S 、Gibbs 自由能G 等都不方便直接测量，它们需要利用流体的p –V –T 数据和热力学基本关系式进行 推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过p –V –T 数据和热力学基本关系式进行计算。因 此，流体的p –V –T 关系的研究是一项重要的基础工作。 2 －2 ．理想气体的特征是什么？ 答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体 叫做理想气体。严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理 想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。 理想气体状态方程是最简单的状态方程： pV RT 2 －3 ．偏心因子的概念是什么？为什么要提出这个概念？它可以直接测量吗？ 答：纯物质的偏心因子 是根据物质的蒸气压来定义的。实验发现，纯态流体对比饱和蒸  气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系，即符合： s  1  s p s   log p r  1 其中，p r   T p  r  c 对于不同的流体， 具有不同的值。但Pitzer 发现，简单流体（氩、氪、氙）的所有蒸气压  数据落在了同一条直线上，而且该直线通过 =0.7，log p s 1这一点。对于给定流体对 T r r 比蒸气压曲线的位置，能够用在 =0.7 的流体与氩、氪、氙（简单球形分子）的log p s 值 T r r 之差来表征。 Pitzer 把这一差值定义为偏心因子 ，即   log p s 1.00 (T 0.7) r r  T p 任何流体的 值都不是直接测量的，均由该流体的临界温度 、临界压力 值及 c c s =0.7 时的饱和蒸气压 来确定。 Tr p 2 －4 ．纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸气的摩尔体积随着温度的 升高而减小吗？ 答：正确。由纯物质的p –V 图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。 2 －5 ．同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质均不同吗？ 答：同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的Gibbs 自由能是相同的，这是纯物质气液 1 第二章 流体的p - V-T 关系 平衡准则。气他的热力学性质均不同。 2 －6 ．常用的三参数的对应状态原理有哪几种？ 答：常用的三参数对比态原理有两种，一种是以临界压缩因子Zc 为第三参数；另外一种是 以Pitzer 提出的以偏