化工热力学答案3章教学内容Word下载.docx
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理想气体等温过程,=0、=0
∴2109.2
∴2109.2
又理想气体等温膨胀过程0、
∴
∴=5.763(·
K)
366×
5.7632109.26(·
2109.26(·
=2109.2
3-3.试求算1氮气在压力为10.13、温度为773K下的内能、焓、熵、、和自由焓之值。
假设氮气服从理想气体定律。
已知:
(1)在0.1013时氮的与温度的关系为;
(2)假定在0℃及0.1013时氮的焓为零;
(3)在298K及0.1013时氮的熵为191.76(·
K)。
3-4.设氯在27℃、0.1下的焓、熵值为零,试求227℃、10下氯的焓、熵值。
已知氯在理想气体状态下的定压摩尔热容为
分析热力学过程
1RH2R
1RS2R
查附录二得氯的临界参数为:
417K、7.701、ω=0.073
∴
(1)300K、0.1的真实气体转换为理想气体的剩余焓和剩余熵
T1/300/417=0.719P1/0.1/7.701=0.013—利用普维法计算
代入数据计算得91.41、0.2037(·
(2)理想气体由300K、0.1到500K、10过程的焓变和熵变
=7.02
20.39(·
(3)500K、10的理想气体转换为真实气体的剩余焓和剩余熵
T2/500/417=1.199P2/10/7.701=1.299—利用普维法计算
代入数据计算得3.41、4.768(·
∴21=H291.41+7020-3410=3.701
=S21=S20.2037-20.39-4.76824.95(·
3-5.试用普遍化方法计算二氧化碳在473.2K、30下的焓与熵。
已知在相同条件下,二氧化碳处于理想状态的焓为8377,熵为-25.86(·
K).
查附录二得二氧化碳的临界参数为:
304.2K、7.376、ω=0.225
∴473.2/304.2=1.55630/7.376=4.067—利用普压法计算
查表,由线性内插法计算得出:
∴由、计算得:
4.3777.635(·
∴4.377+8.377=4
7.635-25.8633.5(·
3-8.试估算纯苯由0.1013、80℃的饱和液体变为1.013、180℃的饱和蒸汽时该过程的、和。
已知纯苯在正常沸点时的汽化潜热为3.733;
饱和液体在正常沸点下的体积为95.7cm3;
定压摩尔热容;
第二维里系数。
1.查苯的物性参数:
562.1K、4.894、ω=0.271
2.求ΔV
由两项维里方程
3.计算每一过程焓变和熵变
(1)饱和液体(恒T、P汽化)→饱和蒸汽
Δ30733
ΔΔ30733/353=87.1·
K
(2)饱和蒸汽(353K、0.1013)→理想气体
∵
点(、)落在图2-8图曲线左上方,所以,用普遍化维里系数法进行计算。
由式(3-61)、(3-62)计算
∴
(3)理想气体(353K、0.1013)→理想气体(453K、1.013)
(4)理想气体(453K、1.013)→真实气体(453K、1.013)
4.求
3-10.一容器内的液体水和蒸汽在1压力下处于平衡状态,质量为1。
假如容器内液体和蒸汽各占一半体积,试求容器内的液体水和蒸汽的总焓。
查按压力排列的饱和水蒸汽表,1时,
根据题意液体和蒸汽各占一半体积,设干度为x
则
解之得:
所以
3-13.试采用方程求算在227℃、5下气相正丁烷的剩余焓和剩余熵。
查附录得正丁烷的临界参数:
425.2K、3.800、ω=0.193
又方程:
∴
试差求得:
5.61×
10-4m3
3-14.假设二氧化碳服从状态方程,试计算50℃、10.13时二氧化碳的逸度。
查附录得二氧化碳的临界参数:
304.2.2K、7.376
又
迭代求得:
294.9cm3
∴4.869
3-15.试计算液态水在30℃下,压力分别为(a)饱和蒸汽压、(b)100×
105下的逸度和逸度系数。
(1)水在30℃时饱和蒸汽压0.0424×
105;
(2)30℃,0~100×
105范围内将液态水的摩尔体积视为常数,其值为0.01809m3;
(3)1×
105以下的水蒸气可以视为理想气体。
(a)30℃,0.0424×
105
∵汽液平衡时,
又1×
105以下的水蒸气可以视为理想气体,0.0424×
105<1×
∴30℃、0.0424×
105下的水蒸气可以视为理想气体。
又理想气体的
(b)30℃,100×
3-16.有人用A和B两股水蒸汽通过绝热混合获得0.5的饱和蒸汽,其中A股是干度为98%的湿蒸汽,压力为0.5,流量为1;
而B股是473.15K,0.5的过热蒸汽,试求B股过热蒸汽的流量该为多少?
A股:
查按压力排列的饱和水蒸汽表,0.5(151.9℃)时,
B股:
473.15K,0.5的过热蒸汽
根据题意,为等压过程,
忽略混合过程中的散热损失,绝热混合=0,所以混合前后焓值不变
设B股过热蒸汽的流量为x,以1秒为计算基准,列能量衡算式
解得:
该混合过程为不可逆绝热混合,所以混合前后的熵值不相等。
只有可逆绝热过程,
因为是等压过程,该题也不应该用进行计算。
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