熱力學作業(yè)第三版陳鐘秀

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3-3 假設(shè)氮氣服從理想氣體定律，試計算1kmol氮氣在溫度500，壓力為10.13MPa下的內(nèi)能、焓、熵、Cp、Cv和自由焓之值。已知：（1）在0.1013MPa時氮氣的Cp與溫度的關(guān)系為： （2）假定在0及0.1013MPa時氮氣的焓值為零；（3）在25及0.1013MPa時氮氣的熵值為。解：（1）熵值的計算對于理想氣體：（2）焓值的計算 （3）其他熱力學性質(zhì)計算 3-5. 試用普遍化方法計算二氧化碳在473.2K、30 MPa下的焓與熵。已知在相同條件下，二氧化碳處于理想狀態(tài)的焓為8377 J/mol，熵為-25.86 J/(molK).解：查附錄二得二氧化碳的

2、臨界參數(shù)為：Tc=304.2K、Pc=7.376MPa、=0.225 Tr= T/ Tc=473.2/304.2=1.556 Pr= P/ Pc=30/7.376=4.067利用普壓法計算查表，由線性內(nèi)插法計算得出： 由、計算得：HR=-4.377 KJ/mol SR=-7.635 J/( molK)H= HR+ Hig=-4.377+8.377=4 KJ/molS= SR+ Sig=-7.635-25.86=-33.5 J/( molK)3-15. 試計算液態(tài)水在30下，壓力分別為（a）飽和蒸汽壓、（b）100105Pa下的逸度和逸度系數(shù)。已知：（1）水在30時飽和蒸汽壓pS=0.04241

3、05Pa；（2）30，0100105Pa范圍內(nèi)將液態(tài)水的摩爾體積視為常數(shù)，其值為0.01809m3/kmol；（3）1105Pa以下的水蒸氣可以視為理想氣體。解：（a）30，Ps=0.0424105Pa汽液平衡時，又1105Pa以下的水蒸氣可以視為理想氣體，Ps=0.0424105Pa1105Pa30、0.0424105Pa下的水蒸氣可以視為理想氣體。又 理想氣體的fi=P（b）30，100105Pa 4-1. 在20、0.1013MPa時，乙醇（1）與H2O（2）所形成的溶液其體積可用下式表示：。試將乙醇和水的偏摩爾體積、表示為濃度x2的函數(shù)。解：由二元溶液的偏摩爾性質(zhì)與摩爾性質(zhì)間的關(guān)系：

4、得： 又 所以4-2. 某二元組分液體混合物在固定T及P下的焓可用下式表示：。式中，H單位為J/mol。試確定在該溫度、壓力狀態(tài)下（1）用x1表示的和；（2）純組分焓H1和H2的數(shù)值；（3）無限稀釋下液體的偏摩爾焓和的數(shù)值。解：（1）已知 （A）用x2=1- x1帶入（A），并化簡得： （B）由二元溶液的偏摩爾性質(zhì)與摩爾性質(zhì)間的關(guān)系：， 得： ， 由式（B）得：所以 （C） （D）（2）將x1=1及x1=0分別代入式（B）得純組分焓H1和H2 （3）和是指在x1=0及x1=1時的和，將x1=0代入式（C）中得：，將x1=1代入式（D）中得：。4-3. 實驗室需要配制1200cm3防凍溶液，它由

5、30%的甲醇（1）和70%的H2O（2）（摩爾比）組成。試求需要多少體積的25的甲醇與水混合。已知甲醇和水在25、30%（摩爾分數(shù)）的甲醇溶液的偏摩爾體積：，。25下純物質(zhì)的體積：，。解：由得：代入數(shù)值得：V=0.338.632+0.717.765=24.03cm3/mol配制防凍溶液需物質(zhì)的量：所需甲醇、水的物質(zhì)的量分別為：則所需甲醇、水的體積為：將兩種組分的體積簡單加和：則混合后生成的溶液體積要縮?。?-4. 有人提出用下列方程組表示恒溫、恒壓下簡單二元體系的偏摩爾體積： 式中，V1和V2是純組分的摩爾體積，a、b只是T、P的函數(shù)。試從熱力學角度分析這些方程是否合理？解：根據(jù)Gibbs-Duhem方程 得恒溫、恒壓下 或 由題給方程得 （A） （B）比較上述結(jié)果，式（A）式（B），即所給出的方程組在一般情況下不滿足Gibbs-Duhem方程，故不合理。4-5試計算甲乙酮和甲苯5-3丙酮（1）甲醇（2）二元溶液超額自由焓的表達式純物質(zhì)的Antoine方程表示如下： 單位kPa，T單位 試求（1）假設(shè)氣相可看著理想氣體，B=0.75，溫度為60下的p-x-y數(shù)據(jù)；(2)氣相為理想氣體，B=0.64，壓力為75KPa下的t-x-y數(shù)據(jù)。 解 低壓體系汽相可視為理想氣體（1）計算式：低壓高溫 式（7-8）可寫為 對于二元溶液 P=P1+P2=+ 對多