热力学陈钟秀第三版练习题答案.doc

第二章 1推导范德华方程中的a，b和临界压缩因子Zc及并将其化为对比态方程 范德华方程： 根据物质处于临界状态时： 即其一阶，二阶导数均为零 将范德华方程分别代入上式得： （1） （2） 由（1），（2）式得 Vmc=3b （3） 将（3）代入（1）得 （4） 将（3），（4）代入范德华方程的 (5) 则临界参数与范德华常数a，b关系为式（3），（4），（5） 由以上关系式可得 b= ZC=== ∵ ∴ 代入可推出 (6) 将（3），（4），（5）代入（6）的 即 2-1使用下述三种方法计算1kmol的甲烷贮存在体积为0.1246m3、温度为50 解：查附录表可知：，，，（1）理想气体状态方程： （2）R－K方程： 遍化关系式法 应该用铺片化压缩因子法 Pr未知，需采用迭代法。 令得： 查表2－8（b）和2－7（b）得：， Z值和假设值一致，故为计算真值。 2-2 解：理想气体方程 误差： 关系法 从附录二中差得正丁烷的临界参数为 因此 根据和值,查附录3表A1和表A2得Z0=0.8648和Z1=0.03761 将此值代入求得 误差： 2-4将压力为2.03MPa、温度为477K条件下的2.83m3NH3气体压缩到0.142m 解：查表得：Tc=403.6K,Pc=11.28×106Pa，，Vc=72.5cm3/mol （1）PR方程： K=0.3746+1.54226×0.250-0.2699×0.2502=0.7433 a=0.4049 b=2.3258×10-5 A=0.05226 B=0.0119 h=B/2=0.00119/Z 迭代计算Z=0.9572 V=ZRT/T=1.8699×10-3m n=V0/V=1513mol 压缩后 V’=V0’/n=0.142/1513=9.385×10-5 压缩后压力 （2）普遍化关系式。 普遍化方程： （1） （2） （3） 将Tr1=代入（2），（3）得 B01=-0.242 B11=0.05195代入（1） 得B1=－6.8×10-5 ∵代入B1得 Vm1=1.885×10- n==1501.326mol 因为物质的量不变 所以Vm2==9.51×10-5m3／ 同理得B2=－8.1×10-5 P2=Pa 2-6试计算含有30%（摩尔分数）氮气（1）和70%（摩尔分数）正丁烷（2）的气体混合物7g，在188℃和6.888MPa条件下的体积。已知B11=14cm3/mol，B22=—265cm3/mol，B12=—9.5cm3 解：由题可知 且 ∴m1=1.2g，m2=5.8g ∴ 由于组分为二元混合物，所以 带入已知条件得 ∵，且 ∴ ∴混合体积 2-7 解： 由得 所以 = 又排放管线流速不超过，以排放。 = 2-8 解:RK方程 由附录2查得氮的临界参数为 == 按公式（2-22） 和公式（2-25） 两式迭代计算 SRK方程 = 按公式（2-22） 和公式（2-25） 两式迭代计算 2-9 解：由附录二查得： 由图（2-8）知，使用普遍化关系式计算，查附录三得： 由 2-10 解： 由附录二查得： 根据 值查图2-9得，查图2-10（）得D=-5.5， 代入式（2-86），得 第三章 3-1物质的体积膨胀系数和等温压缩系数k的定义分别为,,试导出服从范德华状态方程的和k的表达式。 解：由范德华方程： 微分得 根据循环关系式 得 对于定义式 3-2某理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa，温度为93℃，反抗一恒定的外压为3.45MPa而等温膨胀，直到二倍于初始容积为止，试计算过程之ΔU, ΔH, ΔS, ΔA, ΔG, ∫TdS, ∫ 解：对于理想气体的等温恒外压膨胀，,, 则： 3-5 解：需要计算该条件下二氧化碳的焓和熵 已知二氧化碳的临界参数为： 查附录三图得： 由式（3-59）得： = 由式（3-60）得： 所以， 所以， 3-10 解：设有液体，则有蒸汽 查饱和水蒸气表，在1MPa下饱和蒸汽和液体的密度分别为 则体积分别为： 依照题意： 求解得：，即有饱和液体 查饱和水蒸气表得到：在1MPa下，蒸汽和液体的焓值分别为： 则总焓值为： 3-13试采用RK方程