化工热力学(第三版)陈钟秀课后习题答案.docx

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1、其次章21.运用下述方法计匏IknXU甲烷贮存在体枳为0.1246m、温度为Soe的容器中产生的压力：(1)志向气体方程：(2)RK方程：(3)行因化关系式.挈：甲烷的摩尔体积V=O.124611vV1.knx1.=J24.6cm,11w1.ff1.和甲烷的临界参物T=I9O.6KPt=4.0MPaV.=99cmVnw1.=QXJ8(1)志向气体方程P=RT,V=8.314x3”1*124.6x16f21.S6MPaR-K方程,=0.42748现=。42体业*1=3.222布儿心FGP14.6XIO6,=0.08664=0.08664=2.98510smj11w/.P=旦V-hT3V(V+b)

2、8.314x323.153.222(12.46-2.985)105323.150512.46105(12.46+2.985)105=19.O4MPu(3)普/化关系式Tr=TTt.=323.15/19().6=1.695V,=V/Vt=124.6/99=1.259.7CmVnN-?：RI倒正丁烷的推界替数：T=425.2KP.=3.80()MPaV,=99cmmn1o-O.I9341管(片+iBPPV:.Z1=I+-s-V=O.O2486mmo1.RTRT.,.V=nV=100xI1.8138%-120.02486=168.58m,(2)P=y1P-=O.24O.IOI3-=O.O25Pa,Z

3、.,0.2845P、=Y、P虫=0.760.1013-=0.074.WPa2-Zm0.28452，.格压力为2.0WP;，、2攵为。TK条(1吓的2.83mNHa压缗到O.I42m,七压缩海度44K6K,则其压力为若I?分别用内述方法计皿(I)VandcrWaaJs方程；(2)Rcd1.ich-Kwang方程t3)PEg-RObinsOn方程I4)忤篇化关系式.解：ftRI/NH的舱i界参数：r=405.6KP1.=H.2KMPaVv=72.5cmVno1.-O.25O(I)求取气体的廉尔体积财干状班1|P=2,O3MP.T=447K.V=2.83mj7；=7/7；=477/405.6=1.1

4、76.=2.03/11.28=0.18Af维法B=0.083-=-S3-0-42?,=-0.24267,j61.176,6*=0139-詈=0139-器y=005194器26+025-96Z=+筹普小黑与M.n=2.83mV1.885IOmVm1.mo1.对于状名Ih除尔体税V=O.14211V1.501.mo1.=9.4581.05mVmo1.T=448.6K(2) Wmderwaak力利=()A253Pam,mo227W27x8.314?X4056MP.6411.28IO6bRT8.314405.6=玄=81.1.28=3.73710-smjmo/-1r,KTa8.314448.60.42

5、53,一r.P=T=7r=17.65MPa3V(9.458-3.737)X10s(3.737x10)(3) Rai1.ich-Kwang方程a=0.42748-=0.427488314x4()5；6,-=8.679Pa,tto2P11.28106b=0.086649=0.086648314x406=2.5910Wmo/1P,11.28XIO68.679=I834PS.3I44486V-ftTwV(Vb)(9.458-2.59)105448.6,9.458IO5(9.458+2.59)IOT(I)PCngRobinson方程VTr=TTc=448.6/405.6=1.106.k=0.3746+.

6、5422(uo-0.26992,J=0.3746+1.542260.25-0.26992O.252=0.7433()=1.+fc(1.-7,)y=1.+0.7433X(I-1.106S)T=0.9247a(T)=a,a(T)0.45724-(7)=0.45724胃皆:需X0.9247=0.4262mft-rm,Ib=0.07780以=0.07780X心火4。芋=2.32610sm-moiP.11.28Kf.P=旦必V-bVy+b)+bV-b)8.314x448.60.4262(9.458-2.326)IO,-9.458(9.458+2,326)101+2,326(9.458+2.326)IOm

7、=19.00Ma(5)普遍化关系大V匕=VV=9.45810s7.25105=1.30526试计券台行30%(摩尔分数)氯气(1)和70%1.隼尔分散)正丁烷气体混介物7g.1.S8C.6.88SM!条件下的体枳,已知BiI=I4c11ieIB*=265cmY111.B2=-9.5cmVmo1.棒Bm=A+2y,M1.j+=0.3214+20.30.7(-9.5)+O.72(-265)=-132.5&毋Inv1BI1PVZ=1+-=TV(I米尔体积)=4.24x1.(尸m,no1.RTRT假设气体混合物总的摩尔数为1.则0.3nx280.7nx58-7n-0.1429mo1.V=廿丫(摩尔体枳

8、E.I4294.24xOyO.57CmS28.试用R-K方和和SRK力积计算273K,101.3MP*F氟的原缩因子.C1.知试验也为2685W：IdHIEoS的普遍化形式长阳泰二RNH，的的界落%T1=I26.2KPE.394MR1.-0.(M(1) R-K方程的普造化。=0.42748-=0.42748314%I262：=i5571pa.n.Zwo尸P13.394IO6b=0.08664旦=0.0866483七*=2678IOSm.P13.394XIOh4aPnbPAa1.5577A=-;o=-=;rRT2sRTBhRTs2.678XIO5X8.314X27315,BhbP2.678105

9、101.310ft1.1952/?=ZVZ1H-2109.2J11u1.走向i体等海膨朕过程dr=。、RKjA=(-TS=-3665.763=-2IO9.26M114K)AG=AHTNS-AA-2iw.26j!KiTdS=TAS=A=-2IO9.261.3（三）K,OjMPa的我实气体转换为志向气体的剁余培和婀余场肥=0.083-詈=-0.6324弟=0.675/7=I.592*=。/39-k=5485等=0.722r=401.4TI=TdT,=300217=0.719P,=PP,=0.M7.701=0.013利用件靠法评理好卜-嘿+也喘Ae修+噎)titWW,=-91.4MmfK1.志向气体

10、由300K、0.1MPa到5人S=U.768JMNK).h=Hj-Hi=Hj=-H,+“，+”：=91.41+7020-3410=3.701KJ,mo1.s=S1.SI=S-s,tv+S：=0.2037-20.39-4.76g=-24.95J4w1.K3-5.W1.Mffifi化方法让酰：班化碳在473.2K、30MPn卜的恰与麻已知在相同条件下,二班化建处于志向状态的端为8377JMwI.慵为-2S.86MmMK).W：杳附用:将二氧化碳的够界参数为:TV=3O4.2K.P三Z376MPa,-0.225：.T/T,=473.23M.2=1.556P,=P，Pm1.K)：.H=M+2=4377

11、+8.377=4KJjmo1.S=S*+W=2635-25.86=-33.5m,1.K)36.UWI走21C时.ImoI乙焕的悒和疏汽与饱和液体的U,V.H和S的近似值.乙炊在0.1013MPa,Ot的志向气体状6的H、S定为零,乙快的正常潴怠为84C2C时的，汽JK为4.459MPa.3-7.将UIkg相373.5e3Mpar.七.试计算北过程中AU、AH、AS、AAMAG之情.3-8.试估算纯笨由0.1013MPa.801C的憎和淞体受为1.013MPa、180一的饱和薇汽时该过程的AVHJi和S.已知纯装在正常沸点时的汽化港热为3.733J/mo1.：饱和液体在正常沸点下的体枳为的.7C

12、mo1.:定笈摩尔热容C=I6036+O2357n(mo1.K):M：次维里泰数b=T8(1.KIO1.)smOrW：1.iS的物性般数：1562.1K.P1.=4.894MPa=0.2712.3jV由两项推里方程Z,=生=H二_78(1.k)，门*RTRT矶(7)J1.1.01.310f,8.3I4104532.4I=0.8597V=型J8597x83I4x453=396QM加/P1.013AV=Vi-V1AV=V2-V1=3196.16-95.7=31()0.5an3mo1.H=例,+(-)+H+Hf+(H/)必=5r+(-S1.)+5+S+(57)分析:黄和液体笨101311.3K,y=

13、95.-fmjo具体过程.WS但和W汽IOBMP-43KV,tH,S,SHr风口饱和重汽.IO1.JMPa.353K3.计算终一过程右史和编空（I）饱和液体（忸T、P汽化1一饱和蒸汽H*30733KJKmo1.5=/A=3O733/353=7.1KJ.Kmo1.K（2）饱和蒸汽（353KOIOBMPii）一志向气体Jq=O.Tc562.1P0.1013Pc-4.894=0.0207点1w=W)三62,卜图啕=-0.0207(2.2626+0.271x8.1124)=-0.09234S1.*=-0.09234X8.314=0.7677KKmHK(3)志向气体(3S3K.OJOBMPa)一态向气体

14、邮=J：c：打r455/=(16.036+O.235T)tf=16.036(453-353)+(4532-3532)=I1.IO2.31K2。/Srf=,f-/?/jATPi尸(16.036,cr1.1.013=+0.2357(-8.314加JkITJ0.1013453=16.036/n+0.2357(453-353)-19.1=KJ/Kmo1.K(4)志向气体(453K.I.OI3MPa)-其实气体(4S3K,1.OI3MPa)4537；=-=0.806562.1P”摆二02。7。点TPr)落在图28图曲线左上方.所以，用普电化维里原政法进行计算.由式(361.).(3.62)计W玩=-0.

15、806X0.207()1.1826+0.5129+0.271(2.2161+0.2863)=-0.39611.K)3-13.试采第RK方程求N在227C、5MPa卜气相正丁烷的利余埼和利余储.tt：杳附用用正丁烷的临界整航Tt三42S2KR1.M3.800MPa、=0.193nZR-KfiP=-一一V-bT-V(V+h)a=0.42748=0.42748S3I4-422-=2904P4-MK4XV-8.O6IOs5(X).15,i3v(V+8.06I0,)试能求得:V=5.61IO,m,mn1.力,=理吗=。/438V56.1X1.Os=3.874Aa29.041.ihRT-8.()6IOjx

16、8.3145(X).I5ijz=t4,t=0.681工Z-1-3RTbRT7n1.+=Z-I-1.5-1.n(1.+)=-1-0997*=-1.0997x8.3145(X).15=-4513JItno1.父=h叫.2bRT,7,n,+7=-O.8O9S=-0.8098.3I4=-6.726J/(“，/K)3M.假设二氧化碳听从RK状态方积.试计口MrC、10.13MPa时二粒化球的逸度.W：爽阳戏和怎化碳的格界给数：T1.川4.22K、P门7.376MPa.”0.42748誓=0,42748嘴穿=6.466吐淄N5RT力=0.08664一=0.086648.314x304.27.376X此RT

17、v-brv(v+ft).,.IO,Bx1.O68.314x323.I56.4661V-29.71XIO*6323.1/V(V+29.71IO*)迭代求得：1.294.9cmmo1.,b29.71八一V294.9Aa6.466BbK-=29.711(8.314x323.15m=4.506z=t4(t)=!-4,506-10071-0.1(X)7U+0.1(X)7=0.6997哈Z-一冷bRT=-0.73264.M9M1.,a315.试i1.电液态水在3QC下，压力分别为3)饱和蒸汽压、05Pa是出内将液态水的摩尔体枳视为常数.共做为0.01809n的kmoh(3)INOSPa以下的水蕤气可以视为

18、志向K体.W：(a30r.DjM24x1.3IhY汽灌平衡时.乂Ix1.伊Pa以下的水薇气可以视为志向气体.=0.(M2410,Pax0Pa.,30,C.O.(M241.(k1.下的水蒸气可以衩为志向气体.又走向气体的=P.,工$=吊=0.0424*10Pas=z7=(b)30C,100xIO5Pa.乃=EWexpJ；露P=f1.sP1.s=%=Yip1.=。.。即1。X100-0324)O=007174SRTRT8.3I43O3.15.=1.074f.Sf：=1.074xs=1.074X0.0424xIO5=4.554IO*Pa3-16.Iff1.A和B两股水蒸汽通过绝热混合获得0.5MPn

19、的饱和蒸汽，其中A股是I度为98%的湿蒸汽,1代力为05MPa.近卡为IkgsiIfUB股是473.15K0.5MPa的过热蒸汽.试求B股过热蒸汽的流量该为多少？解：A股：会按压力揖列的性和水废汽表),5MPi1.(I5I.9C)时，H1=640.23U!ksH=2748.7fc/fkgHi=0.98X2748.7+0.02X640.23=2706.53H/依BK:473.I5K.0.5MPa的过热蒸汽Hf1.=2H55AU/kg依据题点，为等压过程,Zi=QF的肛混合过程中的散羯损失.绝热混合Qp-O.所以/=Ot后培位不变设B股过热蒸汽的流量为XkgE以1秒为Ht?基欣列能成淅宽式2706

20、.53X1+2855.4a=2748.7(1+x)=0.3952依/s2748.7-2706.532855.4-2748.7读混合过程为不行逆抱姓混合,所以S0混合M后的燧值不相等.只行可逆沦热过程.AS=O闪为是等压过程，该国也不成HAU=Oj?.第四章4-1.在20在、I01.3MPaW.乙1（1）与H2OII=25.9-85.96.v,+219.294-211.34+7().35imo1.4-2.某二元姐分液体混合物在胤定T&P下的始可用下式表示：H=4.v1+6(X).v,+.vix,(40.vi+20.r,).式中,H冷位为防叫试确定在该出以压力状态F(I)H1.n我东的耳和瓦I(2

21、)纯炮分培H,和出的数值：3无限稀出卜液体的保家尔后H；和H*的数值.W(I)已知=4(X).t1.+600E+X1X2(40i+20)（八）用m1.x,俗入（八）,并化简得：H=4(X).v,+6(1-i)+x,(-x1)40xi+20(1-切=600-180XI-20x：由二元溶液的恰摩尔性班与摩尔性Hi间的关系：TT,1.()-rr-(M1=M+(I-X1).M2=.W-,神卜”+(If偎1.瓦=Hf僵1.由式(B)(三1.-,8o6ox所以77；=60()-180.r1-20i,+(I-X1)-180-6O.v1.2=420-60+4().7/n/(c)T=6(X)-1.80i-20x

22、i,-.V1-18()-60a；=600+40.r1.,mo1.(o)将M=I及x,=0分别代入式(B得纯斑分於”,和心H,=400Jmo1.H,=6Q0J)io1.(3)，：和是指在Xr=Ox,=1时的耳和用.将XK)代入式(C)中得，1.x=420W?/.将4=1代入式(D)中行：=640，/”.4-1成验室笏要用制120Oan)防拣落液.它由30%的甲Bf和70%fiH2O(2)摩尔比)祖成.试求东安多少体枳的25P的甲醉与水泥令，己知甲静和水在25匕、30%(廉尔分数)的甲的溶液的米摩尔体积:V1=38.632CFMSmo，V2=17.765CHJmO1.251C下炖物质的体积:V1=

23、4O.727cm/mo1.Vi=1.8.067n,w解：由M=Z(X,福)罔：V=x1.+x2代人敢他将：V=0.33X.6524).7i7.765=24.03Mts方程的气体的推S表达式,4-9.344.75K时.由氢和闪烧沮成的：元气体混令物,此中内烧的摩尔分数为0.792.混合物的儿，！3.7974MI.试川RK万科和相应的混介观则计口混合物中乳的逸度系呢己知氯-内烷系的0.07.设的试验值为1.439.解：已知混育气体的T=M4.7SK1.=5.TO74MI.ftR1.:得两组分的他界参数乳(1：y=O.2O8T,=33.2KP1.=1.297MPi丙烷(23y1.=0.792T=O.

24、I52。42748管=。卅8嚼需30.42748篁1.42748骑篝二&3。哂，”“尸W(IJax2=(W2)*IS(I-,2)=(0.144718.30)QS(1-0.07)=1.513PM-KasWW尸=RI+2y,y：a1:+j=0.208*X0.1447+2O.2O8X0.792I.5I3+0.792?18.30=11.98RJ-mt,Kas-尸h.=0.08664口=0.086648314x33f=1.844105m,mo,P1.1.1.297X1.O6A=0.08664必=0.08664&可.少岁=6274X1。小球P24.246X10f,bn=Zyibi=0.2081.844IO

25、5+0.7926.27410,=5.3526XIormW=aa11.98bnRTt5.35261(58.314344.75,5=4.206B_bP_5.3526XI(TX3.7974X10_0.07091ZZRTZX8.314X344.75-IT联1.2两式.迭代求娇竹：Z0.7575hj(6s所以.混合气体的摩尔体积为：V=组=皿5x2./567X炉加疝P3.7974XIO6EdMiM急H2号卜爵号)H祟啮刑自卜(自卜n(竿上给PuN加卜(第分别代入数据计算科：M0.某二元液体混合物在固定T和P下其超K!均可用下列方程於衣示：M=11xX40+20E.其中足的旗位为Jn1.试求后：和/7；(

26、用*表示).4-I2.473K.5MPaF两气体混合物的逸度系数可表示为IIn=.四外。+工),式中“和六M1.1.分1和沮分2的摩尔分率.试求/.八的花送式.并求出当F1.FV)5时.、各为多少？M3.在侦定.P下,测得某.元体系的活度来数值可用1列方耳.表示n%=ax1.(3.v1-x,)（八）GK试求出而In/,=ax：+/7X(.r1.-3.v,)(b的表达犬I并同（八）,(b)方程应是否满JftGibbS-DUhem方程？若用(ch方程式&示该:无体察的活度数值时.则是否也淌有Gibte-Duhcm力打?Iny1.=X式a+bxjn2=x1.(a+bxi)(d)4I7测将乙胞”)-6ft?体系在50乙到WOiC的其次幅里系数可近似地用下式底示:1.1.=-8.551.10,jSSZ.产/.7”4=-21.5(y10j2=-1.74103J式中,T的机位是K,B的冷位是cmmo1.,试计比乙拓和乙(K两组分的等分子蒸气泡介物在0.8*1.0Pa和80C时的，与，；.M1.某二元混合物在肖定t、P下熠可用下式表示：H=X1（,-bixi）+.V,（,+b2x2）,其中a、b为常St.试求凯分】的恒烁尔物H1的表示式-1.vH网町=1-2b1.x1.+Z