化工热力学课后习题答案.pdf

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1、化工热力学课后习题答案第1章 绪言一、是否题1.孤立体系的热力学能和崎都是一定值。（错。空。当隔板抽去后，由于Q=W=O,和，如 一 体积等于2 V的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二,左侧状态是T,P的理想气体，右侧是T温度 的真，,故体系将在T,2V,0.5P状 态 下，）达到平衡，2.封闭体系的体积为一常数。（错）3.封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则4.理想气体的焰和热容仅是温度的函数。（对）5.理想气体的烯和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。）6.要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程P=P（T,V）

2、的自变量中只有一个强度 性质，所以，这与相律有矛盾。（错。V也是强度性质）7.封闭体系的lm o l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，初态和终两个相都等价于均相封闭体系。（对）态的温度分别为T1和 T 2,则该过程的;同样，对于初、终态压力相等的过程有。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。），而一位学 生 认 8.描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其 中）为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。（错。9.自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致）10.自变量与独立变量是不可能相同的。（错。有时

3、可以一致）三、填空题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.单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是2和 2。3.封闭体系中，温度是T 的 lm ol理想气体从（P,V）等温可逆地膨胀到（P，V）,则所做的功为iiff（以V 表示）或（以P 表示）。4.封闭体系中的lm ol理想气体（已知），则，按下列途径由T l、P1和 V I可逆地变化至P 2A 等容过程的W=,Q=,Q=，U=,H oB 等温过程的W,U=0,H=0C 绝热过程的w,Q=U=,H=3325.在常压下1000cm液体水膨胀1cm,所作之功为0.101325J；若使水的表面增大1cm,我们

4、所要作的功是2J（水的表张力是72ergcm-）。6o333=1000Pa m。3-1-3-1-1-1-1-1-18.普适气体常数 R=8.314MPa cmmol K=83.14barcm mol K=J mol K=K1 o四、计算题1.解：（a）（b）2.解：以1 克水为基准，即,温度为由于是等压条件下的绝热过程，即,或3.解：4.解：理想气体的绝热可逆过程，35.一个0.057m气瓶中贮有的IMPa和 294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气柜中，当气瓶中的压力降至0.5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体)(a)

5、气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；(b)气 体 流 动 很 快 以 至 于 可 忽 视 热 量 损 失(假 设 过 程 可 逆，绝热指数解：(a)等温过程)0(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化molK五、图示题mol1.下 图 的 曲 线 T 和 T 是 表 示 封 闭 体 系 的 lm o l理想气体的两条等温线,56和 23是两等压线，而 64和 3 1 是 两 ab等 容 线，证 明 对 于 两 个 循 环 1231和 4564中 的 W 是 相 同 的，而 且 Q也是相同的。解：1-2 3 1 循 环，4-5-6-4 循 环，所以和第 2 章 P V T 关系和状态方程一、是否

6、题1.纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。(错。如可以直接变成固体。)2.纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）3.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流体。）4.由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=l,实 际 气 体 的 压 缩 因 子（错。如温度大于Boyle温度时,Z 1。）5.理想气体的虽然与P无关，但与V有关。（对。因6.纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的

7、P-V相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。）7.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。）8.在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。（错。它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）9.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衡准则。）10.若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。（错。）11.纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焰、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。）12

8、.气体混合物的virial系数，如 B,C?,是温度和组成的函数。（对。）13.三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体。（错。三对数对应态原理不能适用于任何流体，一般能用于正常流体normal fluid）14.在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。（错。简单流体系指一类非极性的球形流，如Ar等，与所处的状态无关。）o）二、选择题1.指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（C。参考PV 图上的亚临界等温线。）A.饱和蒸汽B.超临界流体C.过热蒸汽2.T 温度下的过冷纯液体的压力P（A。参考PV 图上的亚临界等温线。）A.>3.T

9、 温度下的过热纯蒸汽的压力P（B。参考PV 图上的亚临界等温线。）B.<C.=A.>B.<C.=4.纯物质的第二virial系数B（Avirial系数表示了分子间的相互作用，仅是温度的函数。）A仅是T的函数B是T和P的函数C是T和V的函数D是任何两强度性质的函数5.能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（A。要表示出等温线在临界点的拐点特征，要求关于V的立方型方程）A.第三virial系数B.第二virial系 数C.无穷项D.只需要理想气体方程6.当时，纯气体的的值为（D。因）A.O B.很高的T时为0 C.与第三virial系数有关D.

10、在Boyle温度时为零三、填空题1.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为和o 2.表达纯物质的汽平衡的准则有（吉氏函数）、（Claperyon方程）、其它类型的相平衡。（Maxwell等面积规则）。它们能（能/不能）推广到3.Lyderseris Pitzer Lee-Kesler 和 Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为和。、4.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，露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相

11、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。5.对三元混合物，展开第二virial系数，其中，涉及了下标相同的virial系数有,它们表示两个相同分子间的相互作用；下标不同的virial系数有个不同分子间的相互作用。,它们表示两6.对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，=相互作用参数有，其值应为1;下标不同的相互作用参数有，其中，下标相同的至I，在没有实验数据时，近似作零处理。，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得7.简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。8.偏心因子的定义是，其含义是。9.正丁烷的偏心因子=0.193,临界压力P

12、=3.797MPa则在T=0.7时的蒸 汽 压 为 cr10.纯物质的第二virial系 数 B 与 vdW 方程常数a,b 之间的关系为MPa。四、计算题1.根据式2-26和 式 2-27计算氧气的Boyle温度（实验值是150 C）。解：由 2-26和 式 2-27得O查附录A-1得氧气的Tc=154.58K和=0.019,并化简得并得到导数迭 代 式，采用 为初值，3-1 时 水 2.在常压和0下，冰的熔化热是334.4Jg-l,水和冰的质量体积分别是1.000和 L091cmg,且。的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa和 2508Jg-l,请由此估计水的三相点数据。解：在温度范

13、围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K,101325Pa；并能计算其斜率是PaK-1对于汽化曲线，也已熔化曲线方程是知曲线上的一点是273.15K,610.62Pa；也能计算其斜率是PaK-1汽化曲线方程是解两直线的交点，得三相点的数据是：苯在熔化过程中的体积变化？Pa,K-1 3.当外压由O.IMPa增至lOMPa时,苯的熔点由5.50增加至5.78o 已知苯的熔化潜热是127.41Jg,估计解：K得3-13-1 mg=1.0086 cm mol 4.试由饱和蒸汽压方程（见附录A-2）,在合适的假设下估算水在25时的汽化焰。解：由

14、Antoine方程C-2得水和Antoine常数是故查附录-1J mol35.一个0.5m的压力容器,其极限压力为2.75MPa,出于安全的考虑,要求操作压力不得超过极限压力的一半。试问容器在130条件下最多能装入多少丙烷？（答案:约10kg）解：查出 T=369.85K,P=4.249MPa,3=0.152 ccP=2.75/2=1.375MPa,T=130由 化工热力学多媒体教学 软件，选择“计算模块”“均相性质”一 PR状态方程”，计算出给定状态下的摩尔体积，3-lvV=2198.15cm molm=500000/2198.15*44=10008.4（g）（实 验 6.用 virial方

15、程估算0.5MPa,373.15K时的等摩尔甲烷（1）-乙 烷（2）-戊烷（3）混合物的摩尔体积3-1 3-1值 5975cmmol）。已知373.15K时的virial系数如下（单位：cmmol）,解：若采用近似计算（见例题2-7）o，混合物的virial系数是7.用 Antoine方程计算正丁烷在50时蒸汽压；用 PR方计算正丁烷在 50时饱和汽、液相摩尔体积（用软件计算）；再用修正的Rackett方程计算正丁烷在50时饱和液相摩尔体积。（液相摩尔体积的实验值-1 3 是 106.94cmmol）。解：查附录得 Antoine 常数：A=6.8146,B=2151.63,C=-36.24临

16、界参数 T=425.4K,P=3,797MPa,3=0.193 c c修正的 Rackett 方程常数：a=0.2726,B=0.00033-1 cm mol由软件计算知利用Rackett方程38.试计算一个125cm的刚性容器，在 50和 18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（PR方程可以用软件计算）。解：查出 T=190.58K,P=4.604MPa,w=0.011 cc利用理想气体状态方程3-mol）在 40.5MPa 和 573.15K 摩尔体积（实验值为 135.8cmmol PR方程利用软件计算得9.试

17、用PR方程计算合成气（1，用软件计算）。解：查出T=33.19,P=1.297MPa,3=0.22 c c,394MPa;（u=0.045T=126.15K,P=3 c c10.欲在一 7810cm3的钢瓶中装入了 1000g的丙烷，且在253.2下工作，若钢瓶的安全工作压力lOM Pa,问是否有危险？解：查出 T=369.85K,P=4.249MPa,0）=0.152 cc由软件可计算得可以容纳所以会有危险。的丙烷。即五、图示题1.将P-T上的纯物质的1-2-3-4-5-6-1循环表示在P-V图上。2.试定性画出纯物质的P-V相图，并在图上指出（a）超临界流体，（b）气相，（c）蒸汽，（d）

18、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）T>T、T<T、ccT=T的等温线。c3.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）。六、证明题L试证明在Z-P图上的临界等温线在临界点时的斜率是无穷大；同样,在Z-1/V图上的临界等温线在临rr界点的斜率为一有限值。证明：2.由式2-29知，流体的Boyle曲线是关于的点的轨迹。证明vdW流体的Boyle曲线是证明：由vdW方程得整理得Boyle曲线第二章例题、填空题1.纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可

19、以表示为和O2.表达纯物质的汽平衡的准则有（吉氏函数）、（Claperyon方程）、推广到其它类型的相平衡。（Maxwell等面积规则）。它们能（能/不能）3.Lydersen、Pitzer Lee-Kesler 和 Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为、4.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。、和。5.对三元混合

20、物，展开第二virial系数，其中，涉及了下标相同的virial系数有,它们表示两个相同分子间的相互作用；下标不同的virial系数有表示两个不同分子间的相互作用。,它们6.对于三混合物，展 开 PR方程常数a 的表达式，=相同的相互作用参数有，其值应为1;下标不同的相互作用参数有，其中，下标到，在没有实验数据时，近似作零处理。，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得7.简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。8.偏心因子的定义是，其含义是。9.正丁烷的偏心因子=0.193,临界压力P=3.797M Pa则在T=0.7时的蒸汽压为c r10.纯物质的第二virial系数B

21、 与 vdW 方程常数a,b 之间的关系为MPa。二、计算题1.根据式2-26和 式 2-27计算氧气的Boyle温度（实验值是150 C）。解：由 2-26和 式 2-27得查附录A-1得氧气的Tc=154.58K和=0,019,并化简得并得到导数迭 代 式，采用 为初值，3-1 时 水2,在常压和0下，冰的熔化热是334.4Jg-l,水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cmg,且0的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa和2508Jg-l,请由此估计水的三相点数据。解：在温度范围不大的区域内，汽化曲线和熔化曲线均可以作为直线处理。对于熔化曲线，已知曲线上的一点是273.15K,

22、101325Pa；并能计算其斜率是PaK-1熔化曲线方程是 对于汽化曲线，也已知曲线上的一点是273.15K,610.62Pa；也能计算其斜率是汽化曲线方程是三相点的数据是：Pa,PaK-1解两直线的交点，得K-1 3.当外压由O.IMPa增 至lOMPa时，苯的熔点由5.50增加至5.78o已知苯的熔化潜热是127.41Jg,估计苯在熔化过程中的体积变化？解：K得3-13-lmg=1.0086 cm mol 4.试由饱和蒸汽压方程（见附录A-2）,在合适的假设下估算水在25时的汽化燃。解：由Antoine方程C-2得水和Antoine常数是故查附录-1J mol35.一个0.5m的压力容器,

23、其极限压力为2.75MPa,出于安全的考虑，要求操作压力不得超过极限压力的一半。试问容器在130C条件下最多能装入多少丙烷？（答案:约10kg）解：查出 T=369.85K,P=4.249MPa,3=0.152ccP=2.75/2=1.375MPa,T=130由 化工热力学多媒体教学 软件，选择“计算模块”一“均相性质”一 PR状态方程”，计算出给定状态下的摩尔体积，3-lvV=2198.15cm molm=500000/2198.15*44=10008.4（g）6.用 virial方程估算0.5MPa,373.15K时的等摩尔甲烷（1）-乙烷（2）-戊烷（3）混合物的摩尔体积（实验3-1 3

24、-1值 5975cmmol）。已知373.15K时的virial系数如下（单位：cmmol）,解：若采用近似计算（见例题2-7）。，混合物的virial系数是7.用 Antoine方程计算正丁烷在50时蒸汽压；用 PR方计算正丁烷在 50时饱和汽、液相摩尔体积（用 软-1 mol cm 3件计算）；再用修正的Rackett方程计算正丁烷在50时饱和液相摩尔体积。（液相摩尔体积的实验值是-13 106.94cmmol）。解：查附录得 Antoine 常数：A=6.8146,B=2151.63,C=-36.24临界参数 T=425.4K,P=3,797MPa,3=0.193 c c修正的 Rack

25、ett 方程常数：a=0.2726,B=0.0003由软件计算知利用Rackett方程93 8.试计算一个125cm的刚性容器，在 50和 18.745MPa的条件下能贮存甲烷多少克（实验值是17克）？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和PR方程的结果（PR方程可以用软件计算）。解：查出 T=190.58K,P=4.604MPa,3=0.011 cc利用理想气体状态方程3-mol）在 40.5MPa 和 573.15K 摩尔体积（实验值为 135.8cmmol PR方程利用软件计算得9.试用PR方程计算合成气（1，用软件计算）。解：查出T=33.19,P=1.297MPa,3=0.22 c

26、 c.394MPa;u）=0.045T=126.15K,P=3 c c10.欲在一 7810cm3的钢瓶中装入了 1000g的丙烷，且在253.2下工作，若钢瓶的安全工作压力lOM Pa,问是否有危险？解：查出T=369.85K,P=4.249MPa,3=0.152 cc由软件可计算得可以容纳所以会有危险。的丙烷。即三、图示题1.将P-T上的纯物质的1-2-3-4-5-6-1循环表示在P-V图上。2.试定性画出纯物质的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）T>

27、T、T<T、ccT=T的等温线。c3.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）。四、证明题1.试 证 明 在Z-P图上的临界等温线在临界点时的斜率是无穷大；同样,在Z-1/V图上的临界等温线在临rr界点的斜率为一有限值。证明:2.由式2-29知，流体的Boyle曲线是关于 的点的轨迹。证明vdW流体的Boyle曲线是证明：由vdW 方程得整理得Boyle曲线第 3 章 均相封闭体系热力学原理及其应用一、是否题1.体系经过一绝热可逆过程，其燧没有变化。（对。）2.吸热过程一定使体系增增，反之，爆增过程也是吸热的。（错。如一

28、个吸热的循环，燧变为零）3.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）4.象 dU=TdS-PdV等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。（错。能于任何相态）5.当压力趋于零时，只有在（是摩尔性质）。（错。当 M=V 时，不恒等于零，T=T B 时、才等于零）6.与参考态的压力P0无关。（对）o（错。应该是 7.纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，8.理想气体的状态方程是PV=RT,若其中的压力P 用逸度f 代替后就成为了真实流体状态方程。（错。因为逸度不是这样定义的）等）9.当时，。（错。当时，）时，1 0.因为

29、，当,所以，。（错。从积分式看，当 为任何值，都 有；实际上，1 1.逸度与压力的单位是相同的。（对）12.吉氏函数与逸度系数的关系是。（错时，13.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：）14.由于偏离函数是在均相体系中引出的概念，故我们不能用偏离函数来计算汽化过程的热力学性质的变化。（错。可以解决组成不变的相变过程的性质变化）15.由一个优秀的状态方程，就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。（错。还需要型）二、选择题模1.对于一均匀的物质，其 H 和 U 的 关 系 为（B。因 H=U+PV）A.HU B.H>；U C.

30、H=U D.不 能 确 定 2.一气体符合P=RT/（V-b）的状态方程从V I 等温可逆膨胀至V 2,则体系的S 为（C。A.B.0）C.D.3.对于一均相体系，等 于（D。)A,零B.C/C PVC.RD.4.等 于（D。因为）A.B.C.D.5.吉氏函数变化与P-V-T关系为A.T和P下纯理想气体，则）的状态应该为（C。因为B.T和零压的纯理想气体C.T和单位压力的纯理想气体三、填空题1.状态方程的偏离熔和偏离焙分别是和;若要计算还需要什么性质？；其计算式分别是和和2 2.由 vdW 方 程 P=RT/(V-b)-a/V计算，从(T,P)压缩至(1P)的焰变为。12 oO ；其中偏离焰是

31、3.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。四、计算题1.试 用 PR状态方程和理想气体等压热容方程在解：因为计算纯物在任何状态的焰和熠。设下的气体的焰和帽均是零。(列出有关公式，讨论计算过程，最好能画出计算框图)。其中，第一项和第二项分别由研究态和参考态的偏离烙计算(实际计算中要用计算软件来完成)，第 三项由理想气体热容积分计算得到。其中，第一项和第二项分别由研究态和参考态的偏离嫡计算(实际计算中要用计算软件来完成)，第三项由理想气体热容积分和理想气体状态方程计算得到。对 于 PR方程，标准偏离焰和标准偏离婚分别见表3-l(c),即其中，理想气体状态的焰，焙随

32、温度和压力的变化，由理想气体的热容等计算，如和计算框图如下2.试计算液态水从2.5MPa和20变化到30MPa和300的焰变化和焙变化，既可查水的性质表，也可以用状态方程计算。解：用 PR方程计算。查附录A-1得水的临界参数T=647.30K；P=22.064MPa；3=0.344 cc另外，还需要理想气体等压热容的数据，查附录A-4得到，得到水的理想气体等压热容是为了确定初、终态的相态，由于初.终态的温度均低于T,故应查出初、终态温度所对应的饱和蒸汽cs s 压（附录C-l）,Pl=0.02339MPa；P=8.581MPa。体系的状态变化如下图所示。2计算式如下由热力学性质计算软件得到，初

33、 态（蒸汽）的标准偏离焰和标准偏离婚分别是和终 态（蒸汽）的标准偏离焰和标准偏离婚分别是和另外，得到以，本题的结果是；和 所3.试分别用PR方程和三参数对应态原理计算360K异丁烷饱和蒸汽的始和燧。已知360K和 O.IMPa时-1J mol,-1-1JmolK o （参考答案，-1 Jmol,-1-JmolK1）解：查附录 A-1 得异丁烷的 T=408.1K；P=3.648MPa；w=0.176 cc另外，还需要理想气体等压热容的数据，查附录A-4得到，得到异丁烷的理想气体等压热容是（J mol-1-1 K）初态是T=300K,P=0.1 MPa的理想气体；终态是T=360K的饱和蒸汽，饱

34、和蒸汽压可以从Antoine方 程 0 0计算，查附录A-2,得s 所以，终态的压力P=P=1.4615MPa计算式如下，因为（MPa）Jmol-1 和Jmol-1K-1,由得又从得由热力学性质计算软件得到，T=360K和 P=1.4615MPa的蒸汽的标准偏离婚和标准偏离烯分别是到题结果是 和另外，得和 所以，本 4.(a)分别用PR方程和三参数对应态原理计算，312K的丙烷饱和蒸汽的逸度(参考答案1.06MPa)；(b)分别用PR方程和三参数对应态原理计算312K,7MPa丙烷的逸度；(c)从饱和汽相的逸度计算3-1312K,7MPa丙烷的逸度，设在l7MPa的压力范围内液体丙烷的比容为2

35、Q6cmg,且为常数。解：用 Antoine 方程 A=6.8635,B=1892.47,C=-24.33(a)由软件计算可知(b)5.试由饱和液体水的性质估算(a)100,2.5MPa和(b)10和 C,20MPa下水的焰和燧，已知100下水的有关性质如下MPa,-1Jg,-1-1,J gK 3-lcmg,解：体系有关状态点如图所示所要计算的点与已知的饱和点是在同一条等温线上，由3-1-1cm g K3-1-1 cmgK得又得 3-1 cmg-1-1-1当 P=2.5MPa 时,S=1.305 JgK；H=420.83J g；当 P=20MPa 时,S=1.291Jg-1-1-1K；H=43

36、3.86J g。6.在一刚性的容器中装有lk g水，其中汽相占90%(V),压力是0.1985MPa,加热使液体水刚好汽化完毕，试确定终态的温度和压力，计算所需的热量，热力学能、焰、熠的变化。S解：初态是汽液共存的平衡状态，初态的压力就是饱和蒸汽压，P=0.2MPa,由此查饱和水性质表(C-1)得初态条件下的有关性质：由 故3(cm)总性质的计算式是,初态的总性质结果列于上表中终态是由于刚刚汽化完毕，故是一个饱和水蒸汽，其质量体积是3-1cm g，sv3-l(为了方便，查附录C-1也就是饱和蒸汽的质量体积，即V=10.5cmg,并由此查出终的有关性质如下表3-lsv的V 一行的数据)，并 根

37、据=10.8cmg计算终态的总性质，也列表下表中所以,J;J;-1JKo又因为，是一个等容过程，故需要吸收的热为水的体积）J 37.压 力 是3MPa的饱和蒸汽置于1000cm的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝?（可忽视液体解：等容过程，初态：查P=3MPa的饱和水蒸汽的-1cm3g；-lJg水的总质量gJ冷凝的水量为g终态：是汽液共存体系，若不计液体水的体-1 cm3g,并由此查得则积，则终态的汽相质量体积是-lJmolJ移 出 的 热 量 是6 5 8.封闭体系中的1 kg干度为0.9、压力为2.318X10Pa的水蒸汽，先绝热可逆膨胀至3.613X IO P a,再恒容加热成为饱和水蒸汽，问该两过程中的Q和W是多少?解：以1g为基准来计算。对于绝热可逆膨胀，Q=0，W=-1000 A U,S=S,2 1从P a,查附录 C-l,得 到，-1940.87Jg,则和Pa查由于可确定膨胀后仍处于汽液两相区内，终态压力就是饱和蒸汽压，从，；，从则 川=-1000(u-u)=278.45(kJ)21(2)再恒容加热成饱和蒸汽，W=0,因为查表得热量？最终的压力多大？解：同于第6题，结 果3 6 9.在一 0.3m的刚性容器中贮有1.554X1