热力学陈钟秀第三版习题答案.docx

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1、第二章1推导范德华方程中的a,b和临界压缩因子Zc及并将其化为比照态方程范德华方程：P=一吗-二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：(r=-+=o(1)(4)(5)(尸)_C_(而LMi)丁由，式得VmC=3b将(3)代入(1)得T8。C27Rb将(3),(4)代入范德华方程的Pc=-c27b2那么临界参数与范德华常数a,b关系为式(3),(4),(5)由以上关系式可得八丝理b二必ZC=Wj业N64己8兄RcTcRcTc8TPVr=-Pr=-Vr=-cPcrVcTPV：.T=HP=2V=二cPcVc代入户=一二可推出V-bV2Pr=RTrTc_a=VrV

2、c-bV将(3),，代入(6)的即(E+)(3匕1)=87；2-1使用下述三种方法计算Ikmol的甲烷贮存在体积为3、温度为5(C的容器中所产生的压力：(1)理想气体方程；(2)RedliCh-Kwong方程；(3)普遍化关系式。解：查附录表可知：7c=190.6XT,Pc=4.6MPa,Vc=99cmimox,=0.008理想气体状态方程：(2)R-K方程：(3)遍化关系式法Vr=-=:I。；=1.26Y2应该用铺片化压缩因子法Vc9.9105Pr未知，需采用迭代法。令Z=0.875得：pr=4.10查表28(b)和27(b)得：Z1=0.24,Z0=0.87Z值和假设值一致，故为计算真值。

3、2-2解：理想气体方程、口*1696.1-1480.7误差：=14.54%1480.7PitZer美与法从附录二中差得正丁烷的临界参数为425225因此Tr=99Pr=三-=0.6585103.800根据Tr和Pr值渣附录3表AI和表A2得Z(H将此值代入Z=Z+M求得Z=0.8648+0.1930.0356=0.8720冯亲1480.7-1479n111Cc304.197.382查附录三图得：由式(3-59)得：=+=-1.75+0.228(-0.1)=-1.773RTeRTeRTe由式(3-60)得:所以，H=HR+M=8377-4483.5=3893.5J/mol所以，S=Sr+Si8=

4、-25.86-7.552=-33.412JmoxK-l3-10解：设有液体，欣g,那么有蒸汽(1-查饱和水蒸气表，在IMPa下饱和蒸汽和液体的密度分别为4=544kgnypl=887.15w3那么体积分别为:5.144m3, =-mm887.15依照题意:m _ 1 - m5.144 887.15求解得：tn=0.9942kg,即有饱和液体0.994g查饱和水蒸气表得到：在IMPa下，蒸汽和液体的焰值分别为：那么总焙值为：3-13试采用RK方程求算在227C,5MPa下气相正丁烷的剩余烯和剩余燧。解：正丁烷的临界参数为4：=425.2K,E=3.8MP4.：.-=3.869BV=5.704x1

5、0-4W3B-=Z-I一一-lnfl+-I=-1.074，即Hr=-4465.9574J/wRTbRTl5IV)A-=InP(Ya-rlnfl+-0.783,即SR=-6.510J/(w/K)3-14假设二氧化碳服RTRT2bRTx5IV)从PK状态方程，试计算5(C,10.13MPa时二氧化碳的逸度。解：二氧化碳的临界参数为：Pc=7.376IO6Pa,Tc=3042K,0.42748R2瑶5由题意知。=-=6.466PacmKmol2-=4.509A h -hB + h），BjbB,h=一,由Z=VZ：.2二0.626P第四章4-1在20C,0.1013MPa时，乙醇（1）与HzOQ）所形

6、成的溶液其体积:x2-Z2XlXl试将乙醇和水的偏摩尔体积K,匕表示为浓度X2的函数-dV解：V.=VX2（）以V2=V-X1()=V+(1-X2)()d%d2dV一一乂2力一公将代入得KZ2Z2Xl将代入得-x2Z2-Z2Xl4-2某二元液体混合物在固定T及P的焰可用下式表达H=400X+600X2+X12(40X1+20x2)H单位J-mo1,确定在该温度压力状态下：用X表示的兄和H?纯组分燧Hl和比的数值无限稀释下液体的偏摩尔熠H；和解：H=400X+600X2+1X2(40x1+2X2)将X2=1X1代入上式得H=620-180X120%：H.(,)t.rXi=-18060ZfJ、dH

7、cHl=H+(1XI)-wdHcH2=HX1女I将式代入和得乩=420-60z12+40z13“2=600+40/：(2)将M=I代入式得H=400Jmol将x=0代入式得H2=600Jmol(3)将X产0代入式得/,=420Jmol1将X=l代入式得Hj=640JmolX1()4Pa下的A、&和f。解：设气体和混合物服从截尾到第二维里系数的维里反复成。查表得各物质的临界参数和偏心因子的数值见下表，设式(2-61)中的二元交互作用参数二0。Tcij/kPcij/MPaVcj(cm3/mol)ZCijcij112212267316291从上表所查出的纯物质参数的数值，用式(2-61)式(2-65)计算混合物的参数，计算结果列入表的最后一行。将表中的数据代入式(2-25a)、(2-25b)和(2-60),计算得到Bo，Bl和Bij的数值如下：UTrijBoBiBij/(cm3/mol)Il-1387220.546-1.028-1860