化工熱力學(xué)第二章習(xí)題答案

1、第二章流體的pVT關(guān)系1習(xí)題：2－1為什么要研究流體的pVT關(guān)系？答：在化工過(guò)程的分析、研究與設(shè)計(jì)中，流體的壓力p、體積V和溫度T是流體最基本的性質(zhì)之一，并且是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的。而許多其它的熱力學(xué)性質(zhì)如內(nèi)能U、熵S、Gibbs自由能G等都不方便直接測(cè)量，它們需要利用流體的p–V–T數(shù)據(jù)和熱力學(xué)基本關(guān)系式進(jìn)行推算；此外，還有一些概念如逸度等也通過(guò)p–V–T數(shù)據(jù)和熱力學(xué)基本關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。因此，流體的p–V–T關(guān)系的研究是一項(xiàng)重要的基

2、礎(chǔ)工作。2－2理想氣體的特征是什么？答：假定分子的大小如同幾何點(diǎn)一樣，分子間不存在相互作用力，由這樣的分子組成的氣體叫做理想氣體。嚴(yán)格地說(shuō)，理想氣體是不存在的，在極低的壓力下，真實(shí)氣體是非常接近理想氣體的，可以當(dāng)作理想氣體處理，以便簡(jiǎn)化問(wèn)題。理想氣體狀態(tài)方程是最簡(jiǎn)單的狀態(tài)方程：RTpV?2－3偏心因子的概念是什么？為什么要提出這個(gè)概念？它可以直接測(cè)量嗎？答：純物質(zhì)的偏心因子是根據(jù)物質(zhì)的蒸氣壓來(lái)定義的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，純態(tài)流體對(duì)比飽和蒸?氣壓的

3、對(duì)數(shù)與對(duì)比溫度的倒數(shù)呈近似直線關(guān)系，即符合：其中，??????????rsrTp11log?cssrppp?對(duì)于不同的流體，具有不同的值。但Pitzer發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單流體（氬、氪、氙）的所有蒸氣?壓數(shù)據(jù)落在了同一條直線上，而且該直線通過(guò)=0.7，這一點(diǎn)。對(duì)于給定流體rT1log??srp對(duì)比蒸氣壓曲線的位置，能夠用在=0.7的流體與氬、氪、氙（簡(jiǎn)單球形分子）的rT值之差來(lái)表征。srplogPitzer把這一差值定義為偏心因子，即?)7.0(

4、00.1log????rsrTp?任何流體的值都不是直接測(cè)量的，均由該流體的臨界溫度、臨界壓力值及?cTcp=0.7時(shí)的飽和蒸氣壓來(lái)確定。rTsp2－4純物質(zhì)的飽和液體的摩爾體積隨著溫度升高而增大，飽和蒸氣的摩爾體積隨著溫度的升高而減小嗎？答：正確。由純物質(zhì)的p–V圖上的飽和蒸氣和飽和液體曲線可知。2－5同一溫度下，純物質(zhì)的飽和液體與飽和蒸氣的熱力學(xué)性質(zhì)均不同嗎？第二章流體的pVT關(guān)系3C12121和蒸汽體積的相對(duì)比例有所變化，但由圖可

5、知變化不是很大。到了臨界點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)，汽液相界面逐漸消失。繼續(xù)加熱，容器中一直是均相的超臨界流體。在整個(gè)過(guò)程中，容器內(nèi)的壓力是不斷增加的。2－11已知SO2在431K下，第二、第三Virial系數(shù)分別為：，13kmolm159.0????B，試計(jì)算：263kmolm100.9?????C（1）SO2在431K、10105Pa下的摩爾體積；（2）在封閉系統(tǒng)內(nèi)，將1kmolSO2由10105Pa恒溫（431K）可逆壓縮到75105Pa時(shí)所作的功