《化工热力学》课后习题.docx

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1、《化工热力学》习题一、判断题1、熵增原理的表达式为：（×）或2、二阶舍项维里方程可用于计算纯物质的逸度系数（√）二阶舍项维里方程可以适用于压力不高的气体的pVT关系计算，由于逸度系数的计算需要使用相应条件下的状态方程，因此二阶舍项维里方程可以用于压力不高（小于1.5MPa）情况下的纯物质逸度系数的计算。3、RK方程中，常数的混合规则分别为（×）4、无论以Henry定律，还是以Lewis-Randall规则为基准定义活度，活度和逸度的值不变。（×）以Henry定律为基准和以Lewis-Randall规则为基准定义的活度选用的逸度标准态不同，因此相应的活度和活度系数值会发生相

2、应的变化，但是逸度值不变。5、烃类物系汽液平衡计算可以使用K值法。（√）烃类物系可以近似为理想混合物，因此其相平衡常数，式中的变量均只为温度T、压力p的函数，与汽相组成和液相组成均无关，可以使用P－T－K图进行计算。6、维里系数具有物理意义，它代表了物质极性的大小。（×）分子间相互作用力的大小7、纯物质的饱和蒸气压仅是温度的函数，可由安托尼方程计算。（√）8、理想气体有，而理想溶液有（√）9、符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。（×）非理想稀溶液。10、p、V、T是流体的基本性质之一，通过它可以计算流体的逸度、活度以及在流动过程中体积功

3、和轴功。（×）不能计算活度。11、Cp-Cv=R（×）只有理想气体的定压和定容热容才符合上述关系12、对于理想混合物，均为零。（×）不为零。13、绝热膨胀为等熵膨胀。（×）绝热可逆膨胀是等熵膨胀14、流体在高压下都会出现“逆向蒸发”或“逆向冷凝”现象。（×）①发生逆向现象的首要条件是等温线可以两次与露点线相交，或等压线可以两次与泡点线相交。发生的原因是因为混合物的临界点不一定是汽液平衡的最高温度点，也不一定是最高压力点。或②流体在高压下不一定出现“逆向蒸发”或“逆向冷凝”现象。15、流体绝热可逆膨胀的温降总比节流膨胀的大。（√）等熵膨胀系数总比节流膨胀系数大。二、简答题1

4、、写出水在一定温度下的饱和蒸气压的获得方法。答：在一定温度下水的蒸气压获得方法可以有以下几种：（1）通过实验进行测量；通过数据手册查找到相应的Antoine常数，使用Antoine方程进行计算；通过饱和水蒸气表查找。2、有人提出用下列方程组来表示恒温、恒压下简单二元体系的偏摩尔体积式中：V1和V2是纯组分的摩尔体积，a、b只是T、p的函数。试从热力学的角度分析这些方程是否合理？答：根据Gibbs-Duhem方程，恒温、恒压下或由本题所给的方程得到，即（A）同样可得，即（B）比较上述结果，式（A）=（B）得：，整理得：或根据题意，所给出的方程组只有在时才满足Gibbs-Du

5、hem方程，方程才合理。3、写出局部组成的概念，并说明Wilson方程和NRTL方程的适用条件。答：局部组成的概念：在某个中心分子i的近邻，出现i分子和出现j分子的几率不仅与分子的组成xi和xj有关，而且与分子间相互作用的强弱有关。Wilson方程的优点：（1）可以准确地描述极性和非极性混合物的活度系数，例如它可以很好地回归烃醇类物系，而用其它方程回归时效果却很差。（2）Wilson方程对二元溶液是一个两参数方程，且对多元体系的描述也仅用二元参数即可。缺点：（1）当活度系数小于1时，Wilson方程有多个根，在自动计算机程序中进行根的选择比较困难，（2）而且它不能用于液相

6、分层体系。NRTL方程也可以用二元溶液的数据推算多元溶液的性质。但它最突出的优点是能用于部分互溶体系，因而特别适用于液液分层物系的计算。4、请写出中低压下汽液相平衡的关系式。（其中：液相用活度系数表示，以Lewis-Randall规则为基准；汽相用逸度系数表示）。答：中低压下汽液平衡的关系式为：，式中，p为相平衡的压力；yi为i组份在汽相中的摩尔分率；为i组份在汽相混合物中逸度系数；pis为相平衡温度T下纯物质i的饱和蒸气压；为i组份做为纯气体时，在相平衡温度T饱和蒸气压pis下的逸度系数；为组份i的活度系数；xi为i组份在液相中的摩尔分率；Vil为纯物质i的液相摩尔体积

7、；R是摩尔通用气体常数；T是相平衡温度。5、说明基团贡献法的出发点、优点及局限性答：基团贡献法是假定每个基团在不同分子中对某一物性具有同一贡献值，例如临界体积，只要由各个基团的临界体积贡献值之和加上某一常数即可。优点：更大的通用性及不需要临界参数；局限性：分子交互作用难于校正；发展：目前加上基团交互作用项，但愈来愈复杂，减少通用性。6、写出维里方程中维里系数B、C的物理意义，并写出舍项维里方程的混合规则。答：第二维里系数B代表两分子间的相互作用，第三维里系数C代表三分子间相互作用，B和C的数值都仅仅与温度T有关；舍项维里方程的