还剩7页未读,继续阅读
文本内容:
第3章均相封闭体系热力学原理及其应用
一、是否题
1.体系经过一绝热可逆过程,其熵没有变化
2.吸热过程一定使体系熵增,反之,熵增过程也是吸热的
3.热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程
4.象dU=TdS-PdV等热力学基本方程只能用于气体,而不能用于液体或固相
5.当压力趋于零时,(是摩尔性质)
6.与参考态的压力P0无关纯物质逸度的完整定义是,在等温条件下,
7.理想气体的状态方程是PV=RT,若其中的压力P用逸度f代替后就成为了真实流体状态方程
8.当时,
9.因为,当时,,所以,
10.逸度与压力的单位是相同的
11.吉氏函数与逸度系数的关系是
12.由于偏离函数是两个等温状态的性质之差,故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化
13.由于偏离函数是在均相体系中引出的概念,故我们不能用偏离函数来计算汽化过程的热力学性质的变化
14.由一个优秀的状态方程,就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化
二、选择题
1.对于一均匀的物质,其H和U的关系为(B因H=U+PV)HUHUH=U不能确定
2.一气体符合P=RT/V-b的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2,则体系的S为(C)
03.对于一均相体系,等于(D)零CP/CVR
4.等于(D因为)
5.吉氏函数变化与P-V-T关系为,则的状态应该为(C因为)T和P下纯理想气体T和零压的纯理想气体T和单位压力的纯理想气体
3、填空题
1.状态方程的偏离焓和偏离熵分别是______________________________________________________________和__________________________________________________________;若要计算和还需要什么性质?____;其计算式分别是_________________________________________________________和_____________________________________________________________
2.由vdW方程P=RT/V-b-a/V2计算从TP1压缩至TP2的焓变为______________________________________________________________;其中偏离焓是_________________________________________
3.对于混合物体系,偏离函数中参考态是_________________________________________
四、计算题
1.试用PR状态方程和理想气体等压热容方程计算纯物在任何状态的焓和熵设在下的气体的焓和熵均是零(列出有关公式,讨论计算过程,最好能画出计算框图)
2.试计算液态水从
2.5MPa和20℃变化到30MPa和300℃的焓变化和熵变化,既可查水的性质表,也可以用状态方程计算
3.试分别用PR方程和三参数对应态原理计算360K异丁烷饱和蒸汽的焓和熵已知360K和
0.1MPa时Jmol-1,Jmol-1K-1(参考答案,Jmol-1,Jmol-1K-1)
4.(a)分别用PR方程和三参数对应态原理计算,312K的丙烷饱和蒸汽的逸度(参考答案
1.06MPa);(b)分别用PR方程和三参数对应态原理计算312K,7MPa丙烷的逸度;c从饱和汽相的逸度计算312K,7MPa丙烷的逸度,设在1~7MPa的压力范围内液体丙烷的比容为
2.06cm3g-1,且为常数
5.试由饱和液体水的性质估算a100℃,
2.5MPa和b100℃,20MPa下水的焓和熵,已知100℃下水的有关性质如下MPa,Jg-1,Jg-1K-1cm3g-1cm3g-1K-
16.在一刚性的容器中装有1kg水,其中汽相占90%(V),压力是
0.1985MPa,加热使液体水刚好汽化完毕,试确定终态的温度和压力,计算所需的热量,热力学能、焓、熵的变化
7.压力是3MPa的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中,需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝可忽视液体水的体积
8.封闭体系中的1kg干度为
0.
9、压力为
2.318×106Pa的水蒸汽,先绝热可逆膨胀至
3.613×105Pa,再恒容加热成为饱和水蒸汽,问该两过程中的Q和W是多少
9.在一
0.3m3的刚性容器中贮有
1.554×106Pa的饱和水蒸汽,欲使其中25%的蒸汽冷凝,问应该移出多少热量最终的压力多大
五、图示题
1.将图示的P-V图转化为T-S图其中,A1-C-A2为汽液饱和线,1-C-2和3-4-5-6为等压线,2-6和1-4-5-8为等温线,2-5-7为等熵线
2.将下列纯物质经历的过程表示在P-V,lnP-H,T-S图上a过热蒸汽等温冷凝为过冷液体;b过冷液体等压加热成过热蒸汽;c饱和蒸汽可逆绝热膨胀;d饱和液体恒容加热;e在临界点进行的恒温膨胀.
六、证明题
1.证明
2.分别是压缩系数和膨胀系数,其定义为,试证明;对于通常状态下的液体,都是T和P的弱函数,在T,P变化范围不是很大的条件,可以近似处理成常数证明液体从(T1,P1)变化到(T2,P2)过程中,其体积从V1变化到V2则
3.人们发现对于大多数气体,P-T图上的等容线是一条近似的直线,试证明两等容线之间进行的等温过程的熵变几乎与温度无关
4.某人声明所建立的纯固体的状态方程和热力学能的方程分别为,其中,a、b、c和V0为常数,试从热力学上证明这两个方程的可靠性
5.证明a在汽液两相区的湿蒸汽有b在临界点有
6.证明状态方程表达的流体的(a)CP与压力无关;b在一个等焓变化过程中,温度是随压力的下降而上升
7.证明RK方程的偏离性质有
8.由式2-39的形态因子对应态原理推导逸度系数的对应态关系式是。