热力学陈钟秀第三版习题答案.doc

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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及并将其化为对比态方程范德华方程：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：（1）（2）由（1），（2）式得Vmc=3b（3）将（3）代入（1）得（4）将（3），（4）代入范德华方程的(5)则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b=ZC===∵∴.学习帮手.......代入可推出(6)将（3），（4），（5）代入（6）的即2-1使用下述三种方法计算1kmol的甲烷贮存在体积为0.1246m3、温度为50℃的容器中所产生的

2、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：，，，（1）理想气体状态方程：（2）R－K方程：（3）遍化关系式法应该用铺片化压缩因子法Pr未知，需采用迭代法。.学习帮手.......令得：查表2－8（b）和2－7（b）得：，Z值和假设值一致，故为计算真值。2-2解：理想气体方程误差：关系法从附录二中差得正丁烷的临界参数为因此根据和值,查附录3表A1和表A2得Z0=0.8648和Z1=0.03761将此值代入求得误差：.学习帮手.......2-4将压力为2.03MPa、温度为477K条件下的2.

3、83m3NH3气体压缩到0.142m3，若压缩后温度448.6K，则压力为若干？分别用下述方法计算：解：查表得：Tc=403.6K,Pc=11.28×106Pa，，Vc=72.5cm3/mol（1）PR方程：K=0.3746+1.54226×0.250-0.2699×0.2502=0.7433a=0.4049b=2.3258×10-5A=0.05226B=0.0119h=B/2=0.00119/Z迭代计算Z=0.9572V=ZRT/T=1.8699×10-3m3/moln=V0/V=1513mol压缩后V’=V0’/n=0.142/1513=9.38

4、5×10-5m3/mol压缩后压力（2）普遍化关系式。普遍化方程：（1）.学习帮手.......（2）（3）将Tr1=代入（2），（3）得B01=-0.242B11=0.05195代入（1）得B1=－6.8×10-5∵代入B1得Vm1=1.885×10-3m3n==1501.326mol因为物质的量不变所以Vm2==9.51×10-5m3／mol同理得B2=－8.1×10-5P2=Pa2-6试计算含有30%（摩尔分数）氮气（1）和70%（摩尔分数）正丁烷（2）的气体混合物7g，在188℃和6.888MPa条件下的体积。已知B11=14cm3/mol，

5、B22=—265cm3/mol，B12=—9.5cm3/mol。解：由题可知且∴m1=1.2g，m2=5.8g.学习帮手.......∴由于组分为二元混合物，所以带入已知条件得∵，且∴∴混合体积2-7解：由得所以=又排放管线流速不超过，以排放。=2-8解:RK方程由附录2查得氮的临界参数为.学习帮手.......==按公式（2-22）和公式（2-25）两式迭代计算SRK方程=按公式（2-22）和公式（2-25）.学习帮手.......两式迭代计算2-9解：由附录二查得：由图（2-8）知，使用普遍化关系式计算，查附录三得：由2-10解：由附录二查得：.

6、学习帮手.......根据值查图2-9得，查图2-10（）得D=-5.5，代入式（2-86），得第三章3-1物质的体积膨胀系数和等温压缩系数k的定义分别为,,试导出服从范德华状态方程的和k的表达式。解：由范德华方程：微分得根据循环关系式得对于定义式3-2某理想气体借活塞之助装于钢瓶中，压力为34.45MPa，温度为93℃.学习帮手.......，反抗一恒定的外压为3.45MPa而等温膨胀，直到二倍于初始容积为止，试计算过程之ΔU,ΔH,ΔS,ΔA,ΔG,∫TdS,∫PdV，Q，W。解：对于理想气体的等温恒外压膨胀，,,则：3-5解：需要计算该条件下二

7、氧化碳的焓和熵已知二氧化碳的临界参数为：查附录三图得：.学习帮手.......由式（3-59）得：=由式（3-60）得：所以，所以，3-10解：设有液体，则有蒸汽查饱和水蒸气表，在1MPa下饱和蒸汽和液体的密度分别为则体积分别为：依照题意：求解得：，即有饱和液体查饱和水蒸气表得到：在1MPa下，蒸汽和液体的焓值分别为：则总焓值为：.学习帮手.......3-13试采用RK方程求算在227℃，5MPa下气相正丁烷的剩余焓和剩余熵。解：正丁烷的临界参数为.∴，由取初始值Z=1，进行迭代计算，得Z=0.6858∴，即，即.学习帮手.......3-14假设

8、二氧化碳服从PK状态方程，试计算50℃，10.13MPa时二氧化碳的逸度。解：二氧化碳的临界参数为：,由题意