化工热力学第一章作业参考答案
2、求1nol 理想气体在常压、25℃时的体积
由理想气体状态方程有
ν＝RT/p ＝8.314×298/101325＝0.02445m 3=24.45L
4、1mol 丙烷放在2L 容器中，用RK 方程分别求100℃和6℃时容器内的压力。已知其饱和蒸汽压为0.57MPa 100℃时：R-K 方程 a = 18.301 b = 6.268×10-5 (R 取8.3145) P = 1.3718 MPa SRK 方程m = 0.7617 a(Tr) = 0.9935 a(T) = 0.9447 b = 6.268×10-5 (R 取8.3145) P = 1.3725 MPa 6℃时：R-K 方程 P = 0.9325 MPa
SRK 方程 a(Tr) = 1.1969 a(T) = 1.1381 P = 0.922 MPa 饱和液体摩尔体积可采用修正的Rackett 方程计算 V sl = 84.33 cm 3/mol<2.0×10-3 m 3/mol, 故P = 0.57 MPa
7. van der waals 方程B = b-a/(RT) 代入数值后B = -5.818×10-5
C = b 2 代入数值后 C = 1.850×10-9
Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7453 RK 方程： B = b-a/(RT 3/2) 代入数值后 B = -5.580×10-5
C = b 2+ab/(RT 3/2) 代入数值后 C = 3.441×10-9
Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7840 SRK 方程： B = b-a(T)/(RT) 代入数值后 B = -5.355×10-5
C = b 2+a(T)b/(RT) 代入数值后 C = 3.375×10-9
Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7958 PR 方程： B = b-a(T)/(RT) 代入数值后 B = -6.659×10-5
C = b 2+2a(T)b/(RT) 代入数值后 C = 5.7166×10-9
Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7562
10、请将van der waals 方程转换为式（2-67）所示的对比形式23
138r
r r r V V T P --=
解：van der waals 方程为：2
V
a
b V RT P r --=
()RT b V V a P =-⎪⎭⎫ ⎝
⎛
+⇒2
由学习van der waals 方程时得到的结论：3
,89c c c b RT a υυ== 又由c
c c c c c T V
P R P RT 3883=⇒=
υ代入上式，有： c c r
c c c V P T V V V V P P 383322=⎪⎭⎫ ⎝
⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 两边消去PcVc ，即得所求。 11、用普遍化第二维里系数法计算0℃，9MPa 时甲烷的压缩因子，并和习题7结果做比较，分析一下谁更可靠？
解：普遍化第二维里系数表达式为：
10B B RT BP c
c
ω+= 查得甲烷物性参数Tc ＝190.4K ，Pc ＝4.6MPa ，偏心因子0.011。求得0℃的对比温度为1.4346，则有：
1012.0172
.0139.01,1539.0422.0083.02
.46.10=-=-=-
=r r T B T B 1528.01539.01012.0*011.010-=-=+=B B RT BP c c
ω 7916.04346.19565.11528.011=⎪⎭⎫
⎝⎛⨯-=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛+
=r
r
c c T P RT BP Z 12、推导van der waals 流体和RK 流体的焓和熵的微分表达式（只能含PVT 热容等可测变量） 解：van der waals 方程b
V R T P V a b V RT P v -=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⇒--=
2 dV V a dT C dV P b V RT dT C dV P T P T dT C dU v v v v 2][)(+=--+=⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-∂∂+=
dV
b
V R
T dT C dV T P T dT Cv PV d dV V a
dT C PV d dU dH PV
U H v V v -+=∂∂+=++
=+=∴+=)(dS )()(2
又 RK 方程：)
(2)()(2321b V V T a b V R T P b V V T a b V RT P V ++-=∂∂⇒+--=
同理得到：
dV
b V V T a
b V R T dT C dV T P T dT C dS PV d dV b V V T a
dT C PV d dU dH dV b V V T a
dT C dV T P T dT C dU v v v v v V V ])(2[)()()
(23)()(23])(
[232
1
21
++-+=∂∂+=+++=+=++=∂∂+= 13、将以下偏导数用仅含p 、V 、T 、Cp 、Cv 这些可测变量的关系式表示
（1）T P
S
)(
∂∂ 解：由麦克斯韦关系式直接有P T T
V P S )()(∂∂-=∂∂ （2）S V
P
)(
∂∂
P
p p P P v v v v
Pd T
V
C T dT C TdS Pd T V T dT C dS vdV V
T
C T dT C TdS dV T P T dT C dS )()()()(∂∂-=⇒∂∂-=∂∂+=⇒∂∂+=
解
：
上两式相减得：
P p V V v p v Pd T
V
C T d T P C T dS C T C T )()()(
∂∂+∂∂=- 固定S 不变，除dv 得：
0)()()(=∂∂∂∂+∂∂S P p V v V
P
T V C T T P C T 所以有：P v V
p S T
V C T P C V P )()(
)(∂∂∂∂-
=∂∂ （3）H P
T )(∂∂
解：dP T
V
T V dT C dH p p ])([∂∂-+= 固定S ，两边同除dp ：
0])([)(
=∂∂-+∂∂P p T V T V H P T C 有：p P H C V T V T P T /][-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂
（4）S
P T ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ 解：dP T V T dT Cp
dS P
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-= 固定S ，同除dp ： 0)()(=∂∂-∂∂P S p T
V
P T T C 有P p S T V C T P T )()(∂∂=
∂∂ （5）U
T V ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ 解：dV T
P
T P CvdT dU V ])(
[∂∂+-+= 固定U ，同除dT ： 0][=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-+U
V T V T P T P Cv 有v
U V P T P Cv T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ （6）S P U
)(
∂∂ 解：)(])([])([)(])([)(P
V P P V P V V P PV P H P PV H P U S S S S S ∂∂-=∂∂+-=∂∂-∂∂=∂-∂=∂∂
V P P P S T
P T V Cp Cv T V Cv Cp T V P V )()()()()(∂∂∂∂-
=∂∂∂∂-=∂∂
有V P S S T
P T V Cp Cv P P V P P U )/()(∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∂∂-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ 14、推导衡压热容和衡容热容之查（Cp-Cv ）和PVT 之间的关系，并具体针对vdWs 方程推导其计算式。
解：dH=Tds+VdP dU=TdS-PdV 有P P
T S T T H Cp )(∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= V V T S T T U Cv )()(∂∂=∂∂=
有])()[(
V P T
S
T S T Cv Cp ∂∂-∂∂=- 令S=f(T,V) dV
V S dT T S dS T V
)(∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=而P T V P T V V S T S T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂故P T T V V S T Cv Cp )()(∂∂∂∂=- 又因为V T T P V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ P=RT/V ,即1-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T
P V P V V T T P
从而有T P V
T T V T V T P V S )/()(∂∂∂∂-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂
故
T P V p P
V T V T C C )/()(
2∂∂∂∂=- 又有
2
V
a
b V RT P --=
b
V R T P V -=
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ 所以
dV V a
dV b V RT dT b V R dP 3
22)(+---=
固定P ，同除dT
3
223/2)/(/0)]()(2[V
a b V RT b V R T V T V b V RT V a b V R P P ---=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒=∂∂--+- （1） 固定T ，同除dP 1)()(223=∂∂⎥⎦⎤⎢
⎣⎡--T P V b V RT V a （2）有2
3
)(21
)(b V RT V a P V T --=∂∂ 将（1）（2）代入Cp －Cv ，有：
3
22
2232
322/2)/()/()
/(/21//2)/()/(/)(V a b V RT b V R T b V RT V a V a b V RT b V R T P V T V T Cv Cp T P ---=--⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂-=- 15、分别推导vdWs 方程，RK 方程的剩余焓和剩余熵表达式。并用RK 方程计算CO 2气体从25℃、0.5MPa 压缩
到100℃，1.5MPa 过程中摩尔焓熵的变化
解：vdWs ：
RT Z v a H R )1(-+-= Z R v
b
v R S R ln )ln(+-=
PR ：
RT Z b v v bT a H R )1(ln 235.0-++=
b
v v bT a v b v Z R S R
++-=ln 2ln 5
.1 3110*835.4-=v 3210*989.1-=v 975.01=Z 962.02=Z
230.1771-=R H 761.3682-=R
H 390.01-=R S 672.02-=R S
161.2716=∆H 731.0-=∆S
详解：采用以T 、V 为独立变量的剩余熵积分表达式：
()RT Z dV T p T p pV U H V V R R R 1-+⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-=+=⎰∞
Z R dV T p V R T A U S V V R R R
ln +⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-=-=⎰∞
vdWs 方程：
2V
a
b V RT p --=
b V R V R T p V R V a b V RT p T P T p b V R T p V
V V -+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-=-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+--=∂∂,,)(
2 则：
()()()Z R V b V R Z R dV b V R V R Z R dV T p V R S RT Z V a
RT Z dV V a RT Z dV b V RT p H V V A V R V V R ln ln ln ln 1112+-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-=+⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-=-+-=-+=-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎰⎰⎰⎰∞∞∞
RK 方程：
()
b V V T a
b V RT p +--=
21 ()()()
b V V T a b V R V R T p V R b V V T a b V V T a b V V T a b V V T a b V R T p V V ++-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-+=+++=++-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂21
21
2121212123)(2)(21 则：()()()()⎰⎰∞
∞-++=+-++=-+⎪⎭
⎫
⎝
⎛-+-=V V R RT Z b V V
b
T a Z R dV Z dV b V V T a RT Z dV b V RT p H 1ln 23ln 12312
1
21
⎰⎰∞+++-=+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡++-+-=+⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-=V V A V Z R b V V b T a V b V R Z R dV b V V T a b V R V R Z R dV T p V R SR ln ln 23ln ln )(2ln 2323
化工热力学第三版课后习题答案全
化工热力学第三版课后习题答案 第一章比较简单略 第二章 2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。 解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3 /1kmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程 P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa (2) R-K 方程 22.522.5 6 0.52 6 8.314190.60.427480.42748 3.2224.610 c c R T a Pa m K mol P - ⨯== =⋅⋅⋅⨯ 531 6 8.314190.60.08664 0.08664 2.985104.610 c c RT b m mol P --⨯===⨯⋅⨯ ∴() 0.5 RT a P V b T V V b = --+ ()()50.555 8.314323.15 3.222 12.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---⨯= - -⨯⨯⨯+⨯ =19.04MPa (3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===＜2 ∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+ ∵ c r ZRT P P P V = = ∴ c r PV Z P RT = 654.61012.46100.21338.314323.15 c r r r PV Z P P P RT -⨯⨯⨯===⨯ 迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.4623 01Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975 此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa
化工热力学第一章作业参考答案
2、求1nol 理想气体在常压、25℃时的体积 由理想气体状态方程有 ν＝RT/p ＝8.314×298/101325＝0.02445m 3=24.45L 4、1mol 丙烷放在2L 容器中，用RK 方程分别求100℃和6℃时容器内的压力。已知其饱和蒸汽压为0.57MPa 100℃时：R-K 方程 a = 18.301 b = 6.268×10-5 (R 取8.3145) P = 1.3718 MPa SRK 方程m = 0.7617 a(Tr) = 0.9935 a(T) = 0.9447 b = 6.268×10-5 (R 取8.3145) P = 1.3725 MPa 6℃时：R-K 方程 P = 0.9325 MPa SRK 方程 a(Tr) = 1.1969 a(T) = 1.1381 P = 0.922 MPa 饱和液体摩尔体积可采用修正的Rackett 方程计算 V sl = 84.33 cm 3/mol<2.0×10-3 m 3/mol, 故P = 0.57 MPa 7. van der waals 方程B = b-a/(RT) 代入数值后B = -5.818×10-5 C = b 2 代入数值后 C = 1.850×10-9 Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7453 RK 方程： B = b-a/(RT 3/2) 代入数值后 B = -5.580×10-5 C = b 2+ab/(RT 3/2) 代入数值后 C = 3.441×10-9 Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7840 SRK 方程： B = b-a(T)/(RT) 代入数值后 B = -5.355×10-5 C = b 2+a(T)b/(RT) 代入数值后 C = 3.375×10-9 Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7958 PR 方程： B = b-a(T)/(RT) 代入数值后 B = -6.659×10-5 C = b 2+2a(T)b/(RT) 代入数值后 C = 5.7166×10-9 Z = 1+BP/(RT)+(C-B 2)P 2/(RT)2 代入数值后 Z = 0.7562 10、请将van der waals 方程转换为式（2-67）所示的对比形式23 138r r r r V V T P --= 解：van der waals 方程为：2 V a b V RT P r --= ()RT b V V a P =-⎪⎭⎫ ⎝ ⎛ +⇒2 由学习van der waals 方程时得到的结论：3 ,89c c c b RT a υυ== 又由c c c c c c T V P R P RT 3883=⇒= υ代入上式，有： c c r c c c V P T V V V V P P 383322=⎪⎭⎫ ⎝ ⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 两边消去PcVc ，即得所求。 11、用普遍化第二维里系数法计算0℃，9MPa 时甲烷的压缩因子，并和习题7结果做比较，分析一下谁更可靠？
《化工热力学》第1阶段在线作业
《化工热力学》第1阶段在线作业 一、单项选择题每题只有一个正确的选项。 1(5.0分)水在定压加热下变为水蒸气的过程可以概括为：三个阶段，五种状态。则三个阶段中不包括（） ?A) 水的定压预热过程B) 干饱和蒸汽的定压过热过程 ?C) 水的定压冷却过程D) 饱和水的定压汽化过程参考答案：C 2(5.0分)汽液共存区内的混合物称为（） ?A) 过热蒸汽B) 湿蒸汽C) 过冷液体D) 饱和蒸汽参考答案：B 3(5.0分)关于理想溶液，下列说法不正确的是（） ?A) 分子结构相似，分子间作用力相同，混合时没有热效应 ?B) 理想溶液中各组分的活度系数均为1 ?C) 对于理想溶液，所有混合变量的值均大于0 ?D) 对于理想溶液，所有超额性质的值均为0 参考答案：C 4(5.0分)理想气体的压缩因子Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子（）?A) 小于1 B) 大于1 C) 可能小于1也可能大于1 参考答案：C 5(5.0分)Maxwell关系式的主要作用是（） ?A) 简化热力学变量的计算B) 用某个热力学函数代替另一不易测定的热力学函数的偏微商 ?C) 用易于测定的状态性质的偏微商代替不易测定的状态性质的偏微商D) 便于用特性函数表达其它热力学函数参考答案：C 6(5.0分)对于正偏差溶液，液相中组分的活度系数总是（）1。 ?A) 大于B) 小于C) 等于D) 不能确定参考答案：A 7(5.0分)某气体被液化时，温度必须在该物质的（） ?A) 临界温度以上B) 临界温度以下C) 正常沸点温度以下参考答案：B 8(5.0分)纯物质在临界点处的状态，通常都是（） ?A) 气体状态B) 液体状态C) 固体状态D) 气液不分状态参考答案：D 9(5.0分)溶液的超额性质数值越大，溶液的非理想性（） ?A) 越大B) 越小C) 不确定参考答案：A 10(5.0分)纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（）?A) 饱和蒸汽B) 饱和液体C) 过冷液体D) 过热蒸汽参考答案：D 二、判断题判断下列说法是否正确。 11(5.0分)理想溶液中所有组分的活度系数均为零。A) 正确B) 错误参考答案：错误 12(5.0分)在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。A) 正确B) 错误参考答案：正确 13(5.0分)系统经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。A) 正确B) 错误参考答案：正确 14(5.0分)混合物中组分逸度是混合物逸度的偏摩尔性质。A) 正确B) 错误参考答案：错误 ?15(5.0分)过程的熵变等于过程的热温熵。A) 正确B) 错误参考答案：错误 16(5.0分)能量平衡方程式可适用于任何过程(可逆或不可逆过程)。A) 正确B) 错误参考答案：正确 17(5.0分)稳定流动体系没有物质和能量的积累。A) 正确B) 错误参考答案：正确 18(5.0分)利用Gibbs-Duhem方程，对二元体系，可以从一个组分的偏摩尔性质求另一个组分的偏摩尔性质；并可检验实验测得的混合物热力学性质数据及建立的模型的正确性。A) 正确B) 错误参考答案：正确 19(5.0分)在一切不可逆过程中，有效能转化为无效能。A) 正确B) 错误参考答案：正确 20(5.0分)理想气体混合物就是一种理想溶液。A) 正确B) 错误参考答案：正确
化工热力学
化工热力学作业 一、运用化工热力学中的状态方程进行计算：10MPa ，743K 时水蒸汽的比容？（1）理想气体定律；（2）R-K 方程；（3）一种普遍化方法；将所得结果与水蒸汽表比较。 解：（1）理想气体定律 V = P RT = 610 10743314.8?? = mol m 37103.6177-? = 18 10103.61776 7??-= g cm 332.34 （2）R-K 方程 查表得水的临界参数为： T c = 647.3K P c = 22.05MPa V c = 56.0g cm 3 ω= 0.344 c c p T R a 5.2242748.0= = 65 .221005.223.647314.842748.0??? 25.06/285.14mol K m Pa ??= c c p RT b 08664.0= = 65 .21005.223.647314.808664.0??? mol m /10146.2136-?= 5.165.1743 314.810146.21285.14???==-bRT a B A 0342.0743 314.810146.21101010146.215.166 6=??????==--RT bp B ?? ? ??+-??? ??-=??? ??+--= 0342.00342.0012.40342.0111Z Z Z h h B A h Z 迭代求解，得 8918.0=Z mol m P ZRT V /10550910 10743314.88918.0376-?=???== g cm /605.3018 1010550936 7=??=-
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熵都是一定值。(错。和，如一体积等于2V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温度的真空。当隔板抽去后，由于Q＝W＝0，，，，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 两个相都等价于均相封闭体系。（对） 4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 5. 理想气体的熵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)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1mol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 态的温度分别为T1和T2，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。） 8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），而一位学生认 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1mol理想气体从(P ，V )等温可逆地膨胀到(P ，V )，则所做的功为 i i f f (以V表示)或(以P表示)。 4. 封闭体系中的1mol理想气体(已知)，按下列途径由T1、P 1和V 1 可逆地变化至P ，则 2
化工热力学第一章习题解答
第一章习题解答 一、问答题： 1-1化工热力学与哪些学科相邻？化工热力学与物理化学中的化学热力学有哪些异同点？ 【参考答案】：高等数学、物理化学是化工热力学的基础，而化工热力学又是《化工原理》、《化工设计》、《反应工程》、《化工分离过程》等课程的基础和指导。化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础。化工热力学与化学热力学的共同点为：两者都是利用热力学第一、第二定律解决问题；区别在于：化学热力学的处理对象是理想气体、理想溶液、封闭体系；而化工热力学面对的是实际气体、实际溶液、流动体系，因此化工热力学要比化学热力学要复杂得多。 1-2化工热力学在化学工程与工艺专业知识构成中居于什么位置？ 【参考答案】：化工热力学与其它化学工程分支学科间的关系如下图所示，可以看出，化工热力学在化学工程中有极其重要的作用。 1-3化工热力学有些什么实际应用？请举例说明。 【参考答案】： ①确定化学反应发生的可能性及其方向，确定反应平衡条件和平衡时体系的状态。（可行性分析）
②描述能量转换的规律，确定某种能量向目标能量转换的最大效率。（能量有效利用） ③描述物态变化的规律和状态性质。 ④确定相变发生的可能性及其方向，确定相平衡条件和相平衡时体系的状态。 ⑤通过模拟计算，得到最优操作条件，代替耗费巨大的中间试验。 化工热力学最直接的应用就是精馏塔的设计：1）汽液平衡线是确定精馏塔理论板数的依据，可以说没有化工热力学的汽液平衡数据就没有精馏塔的设计；2）精馏塔再沸器提供的热量离不开化工热力学的焓的数据。由此可见，化工热力学在既涉及到相平衡问题又涉及到能量有效利用的分离过程中有着举足轻重的作用。 1-4化工热力学能为目前全世界提倡的“节能减排”做些什么？ 【参考答案】：化工热力学是化学工程的一个重要分支，它的最根本任务就是利用热力学第一、第二定律给出物质和能量的最大利用极限，有效地降低生产能耗，减少污染。因此毫不夸张地说：化工热力学就是为节能减排而生的！ 1-5化工热力学的研究特点是什么？ 【参考答案】：化工热力学的研究特点： (1)从局部的实验数据加半经验模型来推算系统完整的信息； (2)从常温常压的物性数据来推算苛刻条件下的性质； (3)从容易获得的物性数据（p、V、T、x）来推算较难测定或不可测试 的数据（y，H，S，G）； (4)从纯物质的性质利用混合规则求取混合物的性质； (5)以理想态为标准态加上校正，求取真实物质的性质。 其中最大的特点是将实际过程变成理想模型加校正的处理问题方法。
化工热力学思考题答案
1、热力学的四个定律分别是什么？它们各表述了什么内容？有何作用？ 热力学第一定律：能量守恒与转化定律（揭示能量总量不变） 热力学第二定律：熵增原理（揭示过程进行方向，条件和限度。） 热力学第三定律：绝对熵定律（揭示熵有绝对值） 热力学第零定律：热平衡定律（测定温度和建立经验温标的基础） 2、什么是状态函数？它有何特征？常见的热力学参数中哪些是状态函数？ 状态函数也是单调函数，用来描述状态的热力学性质，特征：经过一个变化后，其变化量等于终态与始态的差，即与路径无关，只与始末状态有关。 3、热与功是否是状态函数？它们的正负取值的规定是什么？ 功与热是过程函数，系统所得的功（环境对系统做功）为正值，所失的功（系统对环境做功）为负值。系统吸热（环境对系统供热）为正值，系统放热（系统对环境供热）为负值。 4、热力学研究中常见的过程有哪几种？它们各有什么特点？ 可逆/不可逆过程，等温过程，等压过程，等熵过程，等容过程，绝热过程（绝热压缩/绝热膨胀过程），节流过程（等焓过程）。 5、化工热力学的研究方法主要有哪两种？它们分别从什么角度来研究问题？ 只要有宏观和微观的研究方法。 第二章复习 1、什么是超临界流体？它有何特点？ 超临界流体：温度和压力都大于临界温度和临界压力的流体。特点：流体的密度，溶解能力和传热系数，气体的低粘度和高扩散系数。 2、气体液化的必要条件是什么？制冷剂和液化气成分应如何选择？ 气化液的必要条件：必须把温度降到临界温度以下。液化气成分的选择：加压后变成液体储于高压钢瓶里，打开减压阀后，即汽化。制冷剂的选择依据物质的PVT关系。 3、理想气体与真实气体的区别是什么？在什么条件下可用理想气体状态方程？ 区别：理想气体分子间无作用力，分子本身不占有体积，低压下的真实气体可视为理想气体。 4、写出维里二项式方程，并说明其系数的物理意义。在什么条件或范围下可应用维里方程？B的物理意义：表示两个分子间的相互作用引起的真是气体与理想气体的偏差，使用于非极性和弱极性的气体.Z=1+BR/RT. 5、常见的立方型状态方程有哪些？它是以什么方程为基础进行怎样修正得到的？它们的适用范围是什么？常见的多常数状态方程有哪些 立方型状态方程，vdw,Rk,SRK,PR. 常见的多常数状态方程：vrial,BWR.MH. 注意：PK，SRK，BER，MH。 6、什么是对比态原理？压缩因子表示什么？ 对比态原理：对于所有偏心因子相同的流体，在对比温度，对比压力相同的条件下，其压缩因子必定相等。压缩因子：真是气体与理想气体的体积比。 7、偏心因子的定义？其物理意义是什么？有何作用？ 偏心因子的定义：在对比温度为0.7时，某一物质对比饱和蒸汽压的对数与惰性气体的对比饱和蒸汽压的对数之差 物理意义：一边流体与球体非极性简单流体在形状与极性方面的偏心度。 8、三参数的普遍化关系式有哪两种？它们的适用条件分别是什么？ 普压法：当对比温度，对比压力的点落在线下方时，用普压法，对比体积小于2 普维法：当对比温度，对比压力的点落在线上方，用普维法，对比体积小于2.
(完整)化工热力学第1阶段练习题
江南大学现代远程教育 第一阶段练习题 考试科目:《化工热力学》第一章至第二章（总分100分) 学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分： 一、单项选择题（本题共5小题，每小题2分，共10分）一、 1、T 温度下的过冷纯液体的压力P ( ). A. >()T P s B. 〈()T P s C. =()T P s 2、T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( ）. A. >()T P s B 。 <()T P s C. =()T P s 3、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是（ ）。 A.相同的 B.不同的 4、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( )。 A 。 饱和蒸汽 B 。 超临界流体 C. 过热蒸汽 5、纯物质的第二virial 系数B （ ）. 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 二、判断题（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1、描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是γγ)1(1212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=P P T T （其中ig V ig P C C =γ），而一位学生认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。（ ) 2、自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（ ) 3、自变量与独立变量是不可能相同的。（ ) 4、孤立体系的热力学能和熵都是一定值.( ） 5、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程.（ ） 三、简答题（本题共5小题，每小题6分，共30分) 1、常用的三参数的对比状态原理有哪几种？ 2、总结纯气体和纯液体pVT 计算的异同. 3、简述对比状态原理. 4、如何理解混合规则？为什么要提出这个概念？有哪些类型的混合规则？ 5、状态函数的特点是什么？ 四、计算题（本题共1小题，共10分） 某一服从P （V-b ）=RT 状态方程（b 是正常数）的气体，在从1000b 等温可逆膨胀至2000b ，所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？ 五、计算题（本题共1小题,共20分）
中国石油大学华东2021年9月《化工热力学》作业考核试题及答案参考19
中国石油大学华东2021年9月《化工热力学》作业考核试题及答案参考 1. SiC是高温材料，问以硅石(SiO2)为原料，在标准态和298K时能否制得SiC? SiC是高温材料，问以硅石(SiO2)为原料，在标准态和298K时能否制得SiC? 正确答案：不能;\r\n以SiO2为原料制备SiC的反应为： \r\nSiO2(s)+2C(s)=SiC(s)+CO2(g)\r\n△fHΘm(298K)／KJmol-1 -856．67 0 -62．76 -394．36\r\n△rGΘm(29SK)=△fHΘm(SiCs298K)+△fHΘm(CO2g298K)-[△fGΘm(SiO2S298K)+2△fGΘm(CS298K)]\r\n={-62.76+(-394．36)-[(-856．67)+0]}kJmol-1\r\n=399．55kJmol-1\r\n因为△rGΘm(298K)>0所以在标准态和298K时不能制得SiC。 不能;以SiO2为原料,制备SiC的反应为：SiO2(s)+2C(s)=SiC(s)+CO2(g)△fHΘ m(298K)／KJmol-1-856．670-62．76-394．36△rGΘm(29SK)=△fHΘ m(SiC,s,298K)+△fHΘm(CO2,g,298K)-[△fGΘm(SiO2,S,298K)+2△fGΘ m(C,S,298K)]={-62.76+(-394．36)-[(-856．67)+0]}kJmol-1=399．55kJmol-1因 为△rGΘm(298K)>0,所以在标准态和298K时不能制得SiC。 2. 为什么膦和胂比胺更能稳定低氧化态的过渡金属? 为什么膦和胂比胺更能稳定低氧化态的过渡金属? 因为膦和胂除了可提供σ孤对电子与金属形成σ键外，还可用空的d轨道接受反馈π电子与金属形成反馈σ键，降低金属原子上的负电荷。而胺无d轨道，不能以反馈σ键的方式降低金属原子上的负电荷。所以膦和胂比胺更能稳定低氧化态的过渡金属。 3. 下面的说法哪一种是正确的( ) A.在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大 B.在同一温度下，物体吸收率A与黑度ε在数值上相等，因此A与ε的物理意义相同 C.黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强 D.黑度反映了实际物体接近黑体的程度 参考答案：ACD 4. 最强的氧化剂应该有最大的电极电势。( ) 最强的氧化剂应该有最大的电极电势。( ) 此题为判断题(对，错)。 正确答案：√
中国石油大学远程教育化工热力学作业答案
化学热力学高升专答案第一次作业第 1 题水处于饱和蒸气状态，其自由度为 您的答案： A 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第 2 题如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需要个独立状态参数的已知条件。 您的答案： A 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第3题 经历一个不可逆循环过程，体系工质的熵C 您的答案： 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第4题范德华方程与R- K方程均是常见的立方型方程，对于摩尔体积V 存在三个实根或者一个实根，当存在三个实根时，最大的V值是 您的答案： B 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第5题 可以通过测量直接得到数值的状态参数是C 您的答案： 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第 6 题处于平衡的气体的摩尔体积vg 和液体的摩尔体积vL 的关系为 您的答案：A 题目分数：0.5
批注： 第7 题随着温度的增加，处于平衡的气体的摩尔体积vg和液体的摩尔体积vL的变化规律为 您的答案： A 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第8题您的答案：处于临界点的平衡的气体和液体B 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5批注： 第9题您的答案：超临界流体是下列条件下存在的物质A 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第10 题对应态原理认为，在相同的对比态下，所有物质表现出相同的性质。即 您的答案： D 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第11 题关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确 的是 您的答案：C 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 第12 题纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为 您的答案：D 题目分数：0.5 批注：
化工热力学复习题自编
化工热力学复习题自编 化工热力学复习题第一章绪论一是否题 1、封闭系统中有两个相α、β。在尚未达到平衡时，α、β两个相都是均相敞开系统；达到平衡时，则α、β两个相都等价于均相封闭系统。 2、理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。 3、封闭系统中1mol 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，初态和终态的温度分别为T 1和T 2 ，则该过程的?= 2 1 T T V dT C U ；同样，对于初、终 态压力相等的过程有dT C H P T T ? =?2 1 。 二、填空题 1、状态函数的特点是------------------------------------------------------------ 2、封闭系统中，温度是T 的1mol 理想气体从（p i ,V i )等温可逆的膨胀到（p f ，V f ），则所做的功为---------------------------------(以V 表示）或-----------------------------------（以p 表示）。 3、单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是（）和（）。第二章一是否题 1、纯物质由蒸气变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3、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=1，实际气体的压缩因子<1。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。 7、气体混合物的virial 系数，如B ，C ，......，是温度和组成的函数。 8、三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适用于任何流体。 9、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。10、在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。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（） A 、饱和蒸气 B 、超临界气体 C 、过热蒸气 2、T 温度下的过热纯蒸汽的压力p A 、>p s (T) B 、 C 、=p s (T) 3、能表达流体在临界点的p-V 的等温线的正确趋势的virial 方程，至少必须用到 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 4、当p →0时，纯气体的 ),(p T V p RT -的值为 A 、0 B 、很高的T 时为0 C 、与第三virial 系数有关 D 、在Boyel 温度时为0 5、偏心因子是从下列定义的 A 、分子的对称性 B 、蒸汽压性质 C 、分子的极性三填空题 1、表达纯物质的气-液平衡准则有----------------------------
高等化工热力学智慧树知到答案章节测试2023年武汉科技大学
第一章测试 1.压力增大，物质的焓（）。 A:增大 B:不变 C:二者无关 D:减小 答案:A 2.理想气体的焓仅仅是温度的函数 A:对 B:错 答案:A 3.热力学第一定律不能用于孤立系统 A:对 B:错 答案:A 4.热力学只有3个定律 A:对 B:错 答案:B 5.绝对零度以下是不可能达到的 A:错 B:对 答案:B 第二章测试 1.吉布斯自由能（）。 A:恒大于内能 B:恒小于内能 C:恒大于焓 D:恒小于焓 答案:D 2.压力增大，物质的内能（）。 A:不能确定 B:减小 C:不变 D:增大 答案:D 3.内能（）。 A:只是温度的函数 B:既是温度的函数，也是体积的函数
C:既是温度的函数，也是压强和体积的函数D:既是温度的函数，也是压强的函数 答案:C 4.热力学温度（）。 A:恒大于等于零 B:恒大于零 C:恒小于零 D:恒小于等于零 答案:B 5.下列属于强度性质的物理量是（）。 A:焓 B:熵 C:内能 D:温度 答案:D 6.地球是一个（）。 A:敞开系统 B:什么都不是 C:孤立系统 D:封闭系统 答案:A 7.温度升高，物质的恒压热容（）。 A:二者无关 B:降低 C:升高 D:都有可能 答案:D 8.气体绝热可逆膨胀过程中熵变（）。 A:小于零 B:都有可能 C:等于零 D:大于零 答案:C 9.压力升高，物质的恒压热容（）。 A:二者无关 B:不能确定 C:升高 D:降低 答案:C
10.下列属于内能的是（）。 A:电子间的相互排斥能 B:分子的转动动能 C:原子能 D:分子间的相互作用能 E:物体的转动动能 答案:ABCD 11.下列属于容量性质的状态函数有（）。 A:焓 B:温度 C:自由能 D:熵 E:内能 答案:ACDE 12.下列无法知道绝对值的热力学函数有（）。 A:熵 B:自由能 C:分子势能 D:内能 E:焓 答案:ABDE 13.熵与下列哪些因素有关（）。 A:压强 B:物质的质量 C:温度 D:分子量 E:组成 答案:ABCDE 14.下列过程中熵增大的有（）。 A:精馏 B:结晶 C:干燥 D:吸收 E:萃取 答案:DE 15.在一个隔离系统中，功可以完全转变成热，但热不能完全转变成功。（） A:对 B:错 答案:A
化工热力学习题答案 第一至五、第七章
第一章 绪论 一、选择题（共3小题，3分） 1、(1分）关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ ） A.可以判断新工艺、新方法的可行性。 B 。优化工艺过程。 C 。预测反应的速率。 D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据。 E 。相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础. 2、（1分）关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是( ） （A ）研究体系为实际状态。 （B )解释微观本质及其产生某种现象的内部原因. （C )处理方法为以理想态为标准态加上校正。 （D ）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。 (E ）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题. 3、（1分）关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ ） A.判断新工艺的可行性. B.化工过程能量分析。 C.反应速率预测。 D 。相平衡研究 参考答案 一、选择题（共3小题，3分) 1、（1分）C 2、（1分)B 3、(1分）C 第二章 流体的PVT 关系 一、选择题(共17小题，17分) 1、（1分）纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压,则此物质的状态为( ）。 A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D 。过热蒸汽 2、(1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。 A 。高于T c 和高于P c B 。临界温度和临界压力下 C 。低于T c 和高于P c D 。高于T c 和低于P c 3、（1分)对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于 . A 。 0 B. 1 C. 2 D 。 3 4、（1分)0.1Mpa ，400K 的2N 1kmol 体积约为__________ A 3326L B 332。6L C 3.326L D 33.263m 5、(1分)下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是__________ A K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.83 3 B 1。987cal/kmol K C 82。05 K atm cm /3⋅ D 8.314K kmol J ⋅/ 6、（1分)超临界流体是下列 条件下存在的物质。 A 高于T C 和高于P C B ．高于T C 和低于P C C ．低于T C 和高于P C D ．T C 和P C
化工热力学题集
试题一 一、 单项选择题（每题1分） 1. 虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。. A ．正确 B ．错误 2. 对理想气体有 A ．()0/<∂∂T P H B. ()0/>∂∂T P H C. ()0/=∂∂T P H D. ()0/=∂∂P T H 3. 熵产生g S ∆是由于 而引起的。 A. 体系与环境之间的热量交换 B. 体系与外界功的交换 C. 体系内部的不可逆性 D. 体系与外界的物质交换 4. 以下4个偏导数中只有 是偏摩尔性质。 A ．()j n nv ns i n nU ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B. ()j n p ns i n nH ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C. ()j n P T i n nG ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D. ()j n T nv i n nA ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝ ⎛∂∂ 5. 分离过程的有效能损失,x L E ∆ 。 A. > 0 B. < 0 C. = 0 D.可正可负 6. 超临界流体是下列 条件下存在的物质 A. 高于T C 和高于P C B ．高于T C 和低于P C C ．低于T C 和高于P C D ．位于T C 和P C 点 7. 纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为 。 A ．饱和蒸汽 B.饱和液体 C ．过冷液体 D.过热蒸汽 8. 对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数γi 。 A ． >1 B. = 0 C. = 1 D. < 1 9. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 。 A. 增加 B ． 减少 C ．不变 D. 不能确定 10. 一气体符合b V RT P -= 的状态方程，在等温下当气体从V 1可逆膨胀至V 2时，则体系的熵变 ΔS 为 。 A 、b V b V RT --12ln B 、b V b V R --12ln C 、12ln V V R 11. 蒸汽压缩制冷循环中，制冷剂的蒸发温度为200K,冷凝温度为250K ，则理论上该制冷装置的制冷系数ε为 。 A 、2.8 B 、0.85 C 、4.0 12. 作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机（即蒸汽透平机）中抽出部分蒸汽去 。 A ．锅炉加热锅炉进水 B ．回热加热器加热锅炉进水 C ．冷凝器加热冷凝水 D ．过热器再加热